NAPLC在隧道监控系统中的应用

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1概述

隧道监控系统包括中央计算机系统、交通监控系统、有线电话系统、广播系统、无线通信系统、CCTV（闭路电视）系统、视频交通流视频监测系统、设备监控系统、FAS（防灾报警）系统、结构体健康监测系统10个大子系统。各系统布置在隧道工程主体和隧道管理中心的各处，通过设置在隧道工程管理中心内的中央计算机系统，监视隧道内车辆及设备运行情况，控制隧道内各系统的设备，及时对隧道工程内出现的各种异常状况进行反应，化解危机。

PLC(ACU)主要应用于交通监控系统和设备监控系统中。交通监控系统现场设置多套PLC单元，完成与视频处理分析仪、超高检测器（含声光报警器）、可变情报板、智能交通诱导指示牌、可变限速板、车道信号灯、禁闭指示灯等设备的部分数据采集、控制或通讯；设备监控系统采用PLC控制单元完成对自动化仪表及隧道内风机、排水泵、照明等机电设备的实时监视和控制。

2系统结构及配置

南大傲拓作为全系列自动化产品提供商为隧道监控系统提供完整的解决方案。 PLC和通讯网络是隧道监控系统的核心组成部分，PLC的选择和监控系统通讯网络的性能对隧道监控系统的性能起到决定性的作用。根据隧道本身的特点和监控需求选择合适的PLC及通讯网络是保证隧道监控系统性能的重要因素。 

南大傲拓 NA400系列热备冗余核心控制器+NA300系列区域控制器是PLC方案首选，其稳定的性能、强大的通讯能力以及适中的价位可以为用户提供高性价比解决方案。

通讯方面，大傲拓为用户提供了丰富的选择，无论是基于现场总线技术构建的PROFIBUS通讯网络还是基于以太网技术构建的工业以太网通讯网络，都可以很好的满足隧道监控系统对通讯网络的性能及可靠性方面的要求。

下面介绍一下基于以太网技术的工业以太网解决方案： 

工业以太网冗余环网 是基于IEEE802.3(Ethernet)的强大的区域和单元网络，其技术上与普通以太网完全兼容，同时考虑到工业现场的严酷工作环境和极高的可靠性要求，工业以太网对普通以太网做了相应的完善，以适应工业应用的需要。

PLC设备布置图：

PLC网络结构拓扑图：

系统数据结构图：

3系统功能

3.1设备监控系统功能

（1）通风系统

各站点的PLC通过相应区域的CO/VI仪的检测数据，按事先预定的工作模式对风机实现通断、控制、监测等操作，从而实现智能调节控制工作。PLC之间或PLC和RTU之间可以按是否有通风功能关联实现通讯，以配合隧道的通风功能能够实现。建立正常、火灾、交通堵塞的通风运行模式。

火灾联动：通道内发生火灾时，FAS通过通讯或硬接线向设备监控子系统传送火灾信息，设备监控子系统的自动进入到预先设置火灾模式，实时监视火灾地点排烟运作和消火栓泵、水喷雾泵等的运行情况，排烟风机和相关消防泵运行，自动起动、停止相关非消防设施。

（2）给排/消防水系统

系统实时地采集雨水泵、废水泵、消防泵等工作状态及相关水位状态；正常工作情况下，废水泵与雨水泵根据自身的液位报警进行智能控制；当发生火灾报警时，或者实施必要时候，人工远动控制和对消防泵的强制性控制，与消防相关的泵进入火灾模式。

（3）智能照明系统

系统实时监视光照度感应器的相关参数，根据照度、时间或车流量自动切换A、B、C、D四态的照明模式；紧急照明联动功能。

（4）变电所

变电所通过通信接入设备监控分系统，以现场总线方式将A、B、C三相电压、电流、有功功率、频率等信号送往中控室；通过通讯管理机，与电力系统的测控、保护装置通讯，将遥控、遥信和遥测送往电力监控主机实现电力监控。

3.2交通监控系统功能

(1)系统自动事件检测：停驶车辆检测，交通拥堵检测，行人检测，车辆逆行检测，低速车辆检测，遗弃物体检测，车距小于极限的车辆检测，火灾检测，遇难检测，并且系统能够对警报的优先级进行分级以避免对同一事件进行多次报警；

(2)自动录像：当发生事故或交通事件时系统自动报警，并同时对该事件进行自动录像长度不少于三分钟（事发前1分钟和事发后2分钟的视频录像并且录像时间可根据事件的要求任意设置)，系统将这些录像传输存储到中心的事件检测工作站中，便于分析，提供几种录像选择：事件事故发生时自动录像、永久录像、管理员录像、多摄像机录像模式、外部触发录像；

(3)全天候检测功能：不管昼、夜、雨、雪、雾，在各种气候条件下，只要人眼能看见车辆的移动，即使在道路没有照明的情况下，只要车辆有正常的前灯、尾灯照明，即可毫无障碍的检测各种交通事件、事故；

(4)交通数据检测：车流量、平均车速、占有率、车间距、排队长度，车型、行车时间、车辆分型（3种）；

(5)系统在分析仪上运行自诊断程序，自动检测下列错误：摄像机位置发生移动、摄像机信号丢失、分析仪错误、网络通讯故障、系统资源状况；

(6)事件事故检测：计算机负责对沿线事件检测进行管理、统计等，并将报警信号传输给整个监控系统；

(7)系统应具有形象化、方便的设置、维护管理的功能；应具备在维护管理地的多级用户的操作权限的不同设置，支持多个不同权限用户同时对系统操作管理。

(8)数据输出接口：标准以太网接口，事件、事故报警数据可通过TCP/IP协议对其他应用系统开放，可支持报警联动等其他用途，例如支持对视频矩阵切换器的直接控制、综合接处警管理平台等；

4技术特点

�工业以太网技术上与IEEE802.3/IEEE802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP通讯协议

�各区域控制单元预留足够的通用通讯接口

�简单的机柜导轨安装

�便利的构成星型、线型和环形拓扑结构

�高速冗余的安全网络，最大网络重构时间为0.3秒

�网络元件可以用于严酷的现场环境，通过EMC测试

�强大的网络诊断和管理功能，支持SNMP

�支持基于Web的网络管理  

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