基于PLC的高速公路隧道控制系統設計

周東近 顏安

摘要：隨著我國山區高速公路的快速建設和發展，隧道工程在高速公路工程建設中所占的比例越來越大，與此同時，隧道照明系統的設計和通風也變得越來越重要。

關鍵詞：公路隧道;隧道照明;PLC

1引言：

國外在20世紀90年代就開始對隧道照明控制技術進行了研究，并有學者提出了智能控制的理念，并著手于研究隧道照明控制中調光技術在交通流量變化上的應用。目前國內公路隧道在照明燈具類型、相關電子設備以及照明設計等方面取得了一定的研究成果，但綜合環境因素分析的隧道照明技術尚不成熟。根據有關規定，長度超過 100 米的公路隧道需要安裝照明設施，但實際中由于交通量較少等因素，部分隧道的照明設施還不夠完善，給行車人員帶來極大的安全隱患。

2隧道控制系統的設計介紹：

將整個隧道照明系統的控制分為白天和夜間兩種模式：夜間模式不進行實時調節，設定其照度為定值;白天模式下，在系統到達所設定的時間時，離開夜間模式，進入照明調節狀態。通過檢查是否有車輛即將進入隧道來實時采集洞外亮度、過往車流量及車速，進而通過調光控制策略的處理，輸出隧道各照明段所需調節的亮度值，完成隧道照明。所有動作由PLC系統進行處理，采集信息由REGAL Tunnel VI/CO740傳感器完成，在分配到各個控制器運行照明與通風。

3隧道控制系統的總體設計方案

3.1隧道照明和通風系統整體結構圖

圖3.1中系統主要分為隧道照明和隧道通風兩大部分：主控制器根據采集單元上傳的信息，將得到的調光數據下發到各個調光控制器，不同的調光控制器在接收到其對應的調光指令后，繼續下發到 LED 控制器，繼而控制照明燈具完成照明任務。在整個隧道通風系統中，主要完成通風自動操控，主控制器根據采集單元上傳的信息，進行運算后，選擇風機進行通風，主要以變頻風機為主，輔助風機是達到高濃度后，才啟動。

只簡單介紹一下手動晴天的運行。當接通啟動按鈕 I0.0，I0.2，此時為手動控制下的晴天運行，如圖3.2所示。輸出為Q0.0（開啟照明器A）、Q0.1（開啟照明器B）、。此時照明器A、B工作。

3.3程序設計及過程

本文采用 S7-200 編程工具軟件。可用梯型圖、指令表編程且，具有程序編輯、相關參數值設置、網絡設置、監控、仿真調試、在線修改程序等功能。

3.4隧道控制系統的功能及優點：

本隧道控制系統的優點是照明系統采用分時段進行控制，節約電能，高效利用LED光源。通風采用變頻控制，根據CO濃度與車流量進行控制電頻器進行射流電機的通風，達到高效利用風機，節約電能的目的。近幾年節約電能與智能化系統一直是隧道發展的潮流，根據國家和中央精神文件的規定，也必須做好這一方面的發展。

4結語

本系統通過傳感器的信息采集，在不同的環境下，進行照明與通風，達到了節約能源，有效照明與通風的目的。

文獻參考

[1]趙玉劍、范修容.單片機與 PC 串行通信的實現[M].北京機械工業出版社.2018

[2]王洪志.基于單片機的智能通風控制系統設計[J].南方農機，2020，51（18）：68-69

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