分布式控制器在高速隧道信號燈監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用

董丹娜，劉啟兵，黃小龍，許祥杰

（浙江中控技術(shù)股份有限公司，杭州310053）

隨著交通越來越發(fā)達(dá)，高速隧道也逐年增加，照明系統(tǒng)顯得越發(fā)重要，照明系統(tǒng)不單單承擔(dān)照明的工作，還增加了其他重要性，主要有3 個(gè)方面：①滿足交通安全的隧道照明亮度；②實(shí)現(xiàn)隧道照明的智能控制；③減少隧道照明的電能消耗[1]。

本文主要詳細(xì)分解隧道照明的需求，針對隧道照明系統(tǒng)需求，詳細(xì)說明分布式控制器在隧道照明系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 分布式控制器應(yīng)用

1.1 分布式控制器功能

分布式控制器如圖1 所示，控制器具有控制運(yùn)算、數(shù)據(jù)采集和通訊處理等功能。

圖1 分布式控制器圖Fig.1 Distributed controller

控制功能基于優(yōu)先級的多任務(wù)調(diào)度功能，并且支持1 個(gè)主任務(wù)、3 個(gè)周期任務(wù)、1 個(gè)事件任務(wù)，1個(gè)啟動(dòng)任務(wù)； 支持最大128 幅用戶程序； 提供IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)功能塊以及其它常用功能塊；支持自定義功能塊。

組態(tài)功能支持離線/在線下載組態(tài)，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳功能，支持組態(tài)上載功能。

Web 控制功能支持通過Web 方式查看信號燈狀態(tài)，支持在網(wǎng)頁上配置信號燈模式。

工作模式可更改可通過旋轉(zhuǎn)撥碼，選擇控制器的工作模式、恢復(fù)組態(tài)初值、恢復(fù)出廠設(shè)置。

掉電保持功能支持自定義位號和功能塊位號掉電保持功能，且自定義位號可組態(tài)配置。

通用IO 功能自帶IO 通道，前1～6 通道支持復(fù)用，可通過組態(tài)配置為DI/DO/AI/AO，點(diǎn)點(diǎn)配置；后12 通道支持DI/DO 配置。

故障診斷功能支持上電自檢和實(shí)時(shí)診斷功能、 使用看門狗技術(shù)對用戶任務(wù)進(jìn)行異常看護(hù)、支持對自帶的I/O 進(jìn)行診斷、支持任務(wù)負(fù)荷診斷、支持基本設(shè)備故障診斷、支持實(shí)時(shí)輸入數(shù)據(jù)斷線診斷。

分析了學(xué)區(qū)房、地鐵以及房子的經(jīng)緯度(主要是為了研究南北東西朝向等)對房價(jià)的影響后，我們看看房價(jià)總體的走勢和成交量。以下三個(gè)部分都將圍繞房價(jià)和成交量的走勢數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的建立和數(shù)據(jù)的分析。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 System network structure diagram

1.2 高速隧道信號燈需求

隧道照明檢測控制系統(tǒng)，包括亮度檢測儀、照明控制器、隧道照明控制屏、照明控制計(jì)算機(jī)等和相應(yīng)的輔助控制設(shè)施組成的一整套自動(dòng)控制裝置。

照明檢測控制系統(tǒng)結(jié)合機(jī)電系統(tǒng)總體控制方案采用可編程控制器進(jìn)行分散控制，通過雙環(huán)光纜冗余工業(yè)總線和中央控制系統(tǒng)相連，達(dá)到總體的控制、協(xié)調(diào)和連鎖。

照明設(shè)施在各變電所內(nèi)設(shè)置配電屏，滿足隧道對白天、晚上不同亮度情況下的照明控制和應(yīng)急照明燈的控制要求。各照明回路的控制與檢測、照度儀直接接入照明檢測控制系統(tǒng)[2]。

照明按分回路實(shí)現(xiàn)分級自動(dòng)控制（保留手動(dòng)控制功能），采用安裝于洞口的亮度檢測儀作傳感器確定白天洞口亮度從而調(diào)節(jié)洞口加強(qiáng)段照明回路，達(dá)到節(jié)能目的。此外，還必須對照明工況實(shí)行監(jiān)控。

一般情況下高速隧道信號控制主要技術(shù)指標(biāo)如下：

（2）調(diào)光按虛擬回路實(shí)現(xiàn)，確保各照明分段平滑過渡，虛擬回路設(shè)置按《公路隧道交通工程與附屬設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，至少需要包含：入口段照明、過渡段照明、中間段照明、出口段照明。

（3）具備多種調(diào)光方式：單燈控制、虛擬回路控制（指定多只燈具）、全部控制（485 線路上全部燈具），支持場景調(diào)光模式。

（4）控制主機(jī)提供多種LED 燈具調(diào)光驅(qū)動(dòng)方式：485 總線調(diào)光、PWM 信號調(diào)光、0～10 電壓調(diào)光，對LED 燈具可進(jìn)行從0%～100%無級調(diào)光，調(diào)光反應(yīng)速度不能大于1 s；

（5）控制主機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，各部件故障不影響整體系統(tǒng)使用；預(yù)設(shè)異常處理機(jī)制：當(dāng)主機(jī)通信出現(xiàn)異常情況，如總控器材出現(xiàn)故障等、主服務(wù)器無法訪問等，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)放棄調(diào)光，燈具全部，并輸出報(bào)警信號。

（6）燈具運(yùn)行狀態(tài)采集功能，能將節(jié)點(diǎn)單燈上的工作情況數(shù)據(jù)信息回傳，采集停息至少包括：工作電流、電壓、功率、燈具損壞等數(shù)據(jù)信息。

（7）提供回路控制功能，根據(jù)24 節(jié)氣的日出日落時(shí)間，自動(dòng)控制回路開關(guān)；

（8）控制主機(jī)提供多種運(yùn)行方式和對應(yīng)通信接口：遠(yuǎn)程調(diào)光模式、時(shí)控模式、手動(dòng)模式。

（9）調(diào)光參數(shù)冗余備份設(shè)計(jì)，洞外亮度、車流量等關(guān)鍵調(diào)光參數(shù)，提供1+1 冗余備份設(shè)計(jì)，通過合理的加權(quán)平均，保證調(diào)光參數(shù)的準(zhǔn)確可靠。

（10）提供全方位保護(hù)設(shè)計(jì)：短路保護(hù)、過壓保護(hù)、過溫保護(hù)、防雷保護(hù)、防霧凝設(shè)計(jì)[3]。

1.3 應(yīng)用說明

如圖3 所示為分布式控制器web 端的頁面顯示。

主界面功能說明如下：

（1）模式設(shè)置：手動(dòng)、時(shí)序模式、緊急模式、智能模式；

（2）燈亮度：顯示當(dāng)前調(diào)光值，在手動(dòng)模式下，點(diǎn)擊可對亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0～100；

（3）當(dāng)前隧道的名稱和時(shí)間；

圖3 Web 頁面圖Fig.3 Web page diagram

（4）系統(tǒng)診斷：基本設(shè)備診斷、燈狀態(tài)診斷、IO診斷等；

（5）分段模式：入口段照明、過渡段照明、中間段照明、出口段照明分開控制[4]。

2 結(jié)語

分布式控制器滿足常規(guī)高速隧道控?zé)粝到y(tǒng)的應(yīng)用，且具有良好可擴(kuò)展性，可擴(kuò)展的燈數(shù)能滿足大部分應(yīng)用場景。

通過web 頁面在線調(diào)試和配置整個(gè)隧道燈模式，并且具有診斷功能，能快速確定故障原因。在保證系統(tǒng)可靠性高，運(yùn)行高效穩(wěn)定的情況下，該分布式控制器使用方便，入門門檻低，通過簡單的培訓(xùn)，即可快速掌握，非常適合高速隧道信號燈監(jiān)控場景。