隧道區(qū)域控制器RTU技術(shù)描述070627歐姆龍

1、隧道區(qū)域控制器技術(shù)描述一 概述監(jiān)控系統(tǒng)可分為中央控制系統(tǒng)和區(qū)域控制系統(tǒng)兩部分。中央控制系統(tǒng)設(shè)置在監(jiān)控中心內(nèi)，中央控制系統(tǒng)可以通過交通和環(huán)境參數(shù)檢測系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)檢測報(bào)警系統(tǒng)等獲取有關(guān)交通和環(huán)境異常狀況信息，由中央控制計(jì)算機(jī)，通過區(qū)域控制器（RTU）向道路現(xiàn)場的各種外場控制設(shè)備發(fā)布控制指令，從而完成對通風(fēng)、照明和交通誘導(dǎo)設(shè)施的控制。區(qū)域控制器（RTU）是交通監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，它能夠?yàn)橄露说臋z測控制設(shè)備提供通道，能不間斷的采集路段上的交通、環(huán)境信息，根據(jù)其預(yù)控方案完成對與之相連的相關(guān)交通控制設(shè)備的控制，同時(shí)將采集的信息向中央控制系統(tǒng)中的中心計(jì)算機(jī)上傳，并接受中

2、心計(jì)算機(jī)的控制指令。中心控制計(jì)算機(jī)向RTU現(xiàn)場控制終端發(fā)布命令，使其執(zhí)行預(yù)先存儲(chǔ)在主機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)控制方案，完成控制。RTU與中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信采用光纖自愈環(huán)連接，數(shù)據(jù)傳輸采用全光纖數(shù)字通信。RTU具有信息采集、狀態(tài)檢測、控制、通信等功能。CO/VI探測器、風(fēng)向風(fēng)速儀和火災(zāi)自動(dòng)探測器等信息，以及各種外場設(shè)備的工作狀態(tài)信息，經(jīng)RTU預(yù)處理后，上傳至中央控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。RTU的通信單元能提供多個(gè)RS232口、RS485口及以太網(wǎng)口等各種通信端口。在通信正常情況下，RTU接受控制中心計(jì)算機(jī)的控制指令后，直接控制交通信號燈、車道控制燈、可變限速標(biāo)志、風(fēng)機(jī)控制動(dòng)力柜、照明控制動(dòng)力柜等。在通信傳輸故

3、障時(shí)，RTU根據(jù)其內(nèi)部設(shè)定的控制方案，實(shí)現(xiàn)本地控制功能。中央控制的優(yōu)先級高于本地控制。隧道機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)中與區(qū)域控制器RTU相關(guān)的控制功能主要有：交通控制功能、通風(fēng)控制功能、照明控制功能、橫通道、消防控制功能等。二 控制功能交通控制交通控制功能為整個(gè)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，為實(shí)現(xiàn)隧道通行的全自動(dòng)和本地控制，交通控制子系統(tǒng)具有如下基本功能：全自動(dòng)控制：根據(jù)采集到的有關(guān)信息和信息處理結(jié)果，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的控制方案，完成對相應(yīng)外場設(shè)備的控制。遠(yuǎn)程遙控：根據(jù)采集到的有關(guān)信息和信息處理結(jié)果，系統(tǒng)調(diào)取相應(yīng)的控制預(yù)案，經(jīng)操作員認(rèn)可或者修改后，完成對相應(yīng)外場設(shè)備的控制。當(dāng)本地控制器與隧道現(xiàn)場光纖環(huán)網(wǎng)失去通信后

4、，可以實(shí)現(xiàn)本地控制。本地控制器可以存儲(chǔ)其掛接設(shè)備所采集的信息，也可以通過該本地控制器向其掛接設(shè)備發(fā)出控制命令。基本交通控制功能：隧道入口設(shè)置可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志和三色（紅、綠、黃）交通信號燈誘導(dǎo)交通，交通信號燈與本車道的車道指示標(biāo)志（紅、黃、左轉(zhuǎn)箭頭綠，直行箭頭綠）及另一車道反向顯示的指示信號燈有邏輯聯(lián)鎖關(guān)系。同時(shí)洞口、洞內(nèi)設(shè)置的車輛檢測器實(shí)時(shí)采集通行車輛的車型,速度并統(tǒng)計(jì)交通流量信息。應(yīng)急交通處理功能：當(dāng)隧道內(nèi)出現(xiàn)交通堵塞，交通事故，火災(zāi)，CO濃度超過300ppm（20分鐘），VI濃度大于0.012 m時(shí)（由通風(fēng)控制系統(tǒng)采集信號而得），應(yīng)能自動(dòng)或手動(dòng)關(guān)閉（轉(zhuǎn)為紅燈，以下同）隧道入口處信號

5、燈和洞內(nèi)車道指示標(biāo)志。當(dāng)交通量基本平衡，且單向交通量超過限制交通量的1/2時(shí)或當(dāng)交通量嚴(yán)重不平衡，雙向交通量之和小于限制交通量，但單一方向交通量大于限制交通量的60%時(shí)，控制臺(tái)發(fā)出聲光報(bào)警，經(jīng)操作人員確認(rèn)并清除報(bào)警信號后，入口信號燈應(yīng)能自動(dòng)周期地開關(guān)。確定信號開關(guān)周期時(shí)，應(yīng)以控制進(jìn)洞車輛不超過限制交通量為度?？梢园凑詹僮鲉T的意圖手動(dòng)開放或關(guān)閉任一面車道指示標(biāo)志，操作結(jié)果符合聯(lián)鎖關(guān)系（操作過程有菜單提示）。能經(jīng)簡單操作，快速地開放包括該車道指示標(biāo)志在內(nèi)的該車道下流方面的全部車道指示標(biāo)志，關(guān)閉包括該車道車道指示標(biāo)志在內(nèi)的該車道上流方面的全部車道指示標(biāo)志。檢測出隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，并經(jīng)值班人員確認(rèn)后，能

6、自動(dòng)關(guān)閉火災(zāi)區(qū)上流方面的全部車道指示標(biāo)志，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉兩端隧道入口信號燈，入口車道指示標(biāo)志?？勺兿匏贅?biāo)志能與隧道內(nèi)行駛車輛的平均速度及車道占用情況相適應(yīng)，以便平衡隧道出入的交通流，避免或緩解隧道內(nèi)擁擠堵塞情況。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)，CO濃度值超過300ppm（20分鐘），VI濃度大于0.012 m，以及發(fā)生交通堵塞等情況時(shí)，可變限速標(biāo)志隨著隧道入口信號紅燈自動(dòng)轉(zhuǎn)至空檔。當(dāng)操作員手動(dòng)控制時(shí)，能按操作員的意圖靈活轉(zhuǎn)換可變限速標(biāo)志的顯示，手動(dòng)控制優(yōu)先。通風(fēng)控制通風(fēng)控制子系統(tǒng)由區(qū)域控制器控制通風(fēng)控制柜內(nèi)的接觸器對風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)進(jìn)行控制。區(qū)域控制器根據(jù)檢測到的透過率（能見度）、CO濃度數(shù)據(jù)、交通量數(shù)據(jù)，控制風(fēng)機(jī)

7、的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、風(fēng)向和運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行和保持風(fēng)機(jī)較佳壽命的控制運(yùn)行。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，根據(jù)不同地點(diǎn)，進(jìn)行相應(yīng)的火災(zāi)排煙處理，以保證隧道的安全及運(yùn)行環(huán)境的舒適性。監(jiān)控中心與隧道通風(fēng)設(shè)施的接口要求：監(jiān)控系統(tǒng)對風(fēng)機(jī)的控制采用區(qū)域控制的方式。監(jiān)控系統(tǒng)對每臺(tái)風(fēng)機(jī)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)控制，提供相應(yīng)繼電器及至風(fēng)機(jī)控制裝置的連接電纜。通風(fēng)系統(tǒng)將每臺(tái)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)（正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)）、自動(dòng)手動(dòng)狀態(tài)、總故障信號傳給監(jiān)控系統(tǒng)。通風(fēng)控制系統(tǒng)采用二級控制模式。一般情況下，機(jī)場路監(jiān)控中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)CO/VI檢測值、交通流量等信息通過綜合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的全自動(dòng)控制；如果需要，操作員也可以在機(jī)場路監(jiān)控中心、鐘鼓山隧道管理

8、站根據(jù)CO/VI檢測值、交通流量等信息作出判斷后，對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。當(dāng)機(jī)場路監(jiān)控中心、鐘鼓山隧道管理站監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)本地風(fēng)機(jī)的控制。通風(fēng)控制子系統(tǒng)由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、隧道區(qū)域控制器、通風(fēng)控制柜、隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)、一氧化碳CO和透過率VI檢測器、連接電纜、電源電纜等組成。在正常情況下，系統(tǒng)定期巡檢每一檢測點(diǎn)處的CO值、VI值和TW值，并能根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計(jì)算其變化率和平均值。能根據(jù)TW值判斷隧道內(nèi)風(fēng)流的方向，并計(jì)算出隧道CO濃度的分布規(guī)律。以CO/VI檢測值作為控制的主要參數(shù)，結(jié)合交通流量，通過通風(fēng)控制模型對風(fēng)機(jī)實(shí)施控制。在監(jiān)控工作站界面上，能顯示每一檢測點(diǎn)的CO、VI和某條隧道CO

9、、VI、TW的平均值。單向行車時(shí)以測得CO值作為主要控制參數(shù)，同時(shí)檢查VI值不超標(biāo)。雙向行車時(shí)以限制交通流為主，監(jiān)視CO，VI及車流量不超過預(yù)定值?？刂浦芷谝话銥?0分鐘?；馂?zāi)工況：風(fēng)機(jī)以火災(zāi)工況模式動(dòng)作，以利于排煙和疏導(dǎo)車輛走出隧道。隧道發(fā)生火災(zāi)，一般通風(fēng)排煙的方向?yàn)轫樞熊嚪较?。?dāng)起火點(diǎn)靠近入口時(shí)風(fēng)向應(yīng)轉(zhuǎn)向入口。交通阻滯工況：風(fēng)機(jī)以交通阻滯模式動(dòng)作。通風(fēng)計(jì)算控制周期取10分鐘。風(fēng)機(jī)啟停時(shí)間間隔取10分鐘，特殊情況下，同一臺(tái)風(fēng)機(jī)的啟停時(shí)間間隔不小于2.5分鐘。系統(tǒng)能平衡風(fēng)機(jī)的使用頻率和時(shí)間，保證風(fēng)機(jī)盡可能處于良好的機(jī)械狀態(tài)，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命。通風(fēng)控制原則應(yīng)遵照J(rèn)TJ026.1-1999公路隧

10、道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范和相應(yīng)的國家或國際標(biāo)準(zhǔn)。1、 保證隧道內(nèi)內(nèi)環(huán)境指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。a) 隧道內(nèi)CO正常運(yùn)營時(shí)允許濃度：200250ppm，交通阻滯（隧道內(nèi)各車道均以怠速行駛，平均車速為10km/h）時(shí)可為300 ppm，經(jīng)歷時(shí)間不超過20min。b) 隧道內(nèi)煙霧允許濃度為7.0×10-3（m1）。2、 CO濃度由低高、能見度檢測值由高低分為幾個(gè)級別，投入的風(fēng)機(jī)數(shù)量和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在隧道正常運(yùn)營時(shí)由此確定。3、 隧道風(fēng)機(jī)應(yīng)有運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)功能，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行應(yīng)根據(jù)CO濃度、能見度值、交通量狀況、火災(zāi)報(bào)警等綜合情況進(jìn)行控制，具體原則是：a) 應(yīng)根據(jù)隧道營運(yùn)過程中的交通狀況，適時(shí)調(diào)整通風(fēng)量，在保證交通

11、安全的前提下，以最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力給隧道提供滿足營運(yùn)條件的通風(fēng)量。b) 隧道內(nèi)某一位置的CO或透過率值先達(dá)到風(fēng)機(jī)啟動(dòng)值，則最靠近此檢測器的風(fēng)機(jī)應(yīng)首先啟動(dòng)。c) 累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的風(fēng)機(jī)應(yīng)首先啟動(dòng)，以便平衡各臺(tái)風(fēng)機(jī)的勞逸程度，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命。d) 因風(fēng)機(jī)起動(dòng)瞬間沖擊電流很大，故各臺(tái)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)應(yīng)有短暫的延時(shí)，以減少對變電站供電的沖擊。e) 風(fēng)機(jī)的啟閉次數(shù)不應(yīng)過頻，防止風(fēng)機(jī)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。風(fēng)機(jī)控制采用由區(qū)域控制器在變電所集中控制每臺(tái)風(fēng)機(jī)的方式。通過控制子系統(tǒng)控制方式有如下三級：a) 機(jī)場路監(jiān)控中心、鐘鼓山隧道管理站：自動(dòng)控制、人工遠(yuǎn)程控制b) PLC：自動(dòng)控制、人工手動(dòng)控制c) 變電所開關(guān)柜處：人工手動(dòng)控

12、制正常情況下隧道變電所的風(fēng)機(jī)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“自動(dòng)”位，由機(jī)場路監(jiān)控中心、鐘鼓山隧道管理站實(shí)現(xiàn)通風(fēng)控制子系統(tǒng)的監(jiān)控，自動(dòng)完成子系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。系統(tǒng)在故障或需要時(shí)經(jīng)過轉(zhuǎn)換應(yīng)在前三級的任一級上維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在對通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)控制子系統(tǒng)需要進(jìn)行維修和測試時(shí)則可以采取隧道監(jiān)控區(qū)域控制器人工、變電所開關(guān)柜處人工控制的方式?？刂品绞降膬?yōu)先權(quán)為：人工高于自動(dòng)，人工方式是按三級順序優(yōu)先級由低到高；自動(dòng)方式時(shí)是隧道監(jiān)控室控制級高于隧道區(qū)域控制器控制。風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制模式有兩種：一種是在一些特定情況下選用某種預(yù)先編制的控制程序通過人工確認(rèn)后進(jìn)行風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制，另一種是根據(jù)CO/VI檢測器檢測到的實(shí)際數(shù)據(jù)與環(huán)境指標(biāo)

13、的標(biāo)準(zhǔn)值比較，來實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。照明控制機(jī)場路隧道：隧道基本照明控制采用安裝于變電所、隧道現(xiàn)場的照明智能控制器控制（屬于照明工程），機(jī)場路管理中心控制系統(tǒng)僅在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或其他異常情況時(shí)通過設(shè)置在梧村山入口和萬石山出口變電所智能照明控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換接口實(shí)現(xiàn)智能照明控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管理中心對基本照明進(jìn)行控制。隧道加強(qiáng)照明由區(qū)域控制器控制照明設(shè)備配電箱內(nèi)的接觸器對燈具的開啟、關(guān)閉進(jìn)行控制。鐘鼓山隧道：由區(qū)域控制器控制照明設(shè)備配電箱內(nèi)的接觸器對燈具的開啟、關(guān)閉進(jìn)行控制。機(jī)場路隧道控制原理：機(jī)場路加強(qiáng)段金鹵燈通過增減開啟照明燈具的方式，基本段熒光燈通過調(diào)光模塊控制燈具亮度

14、。鐘鼓山隧道控制原理：通過增減開啟照明燈具的方式，實(shí)現(xiàn)照明亮度控制。 控制方式遠(yuǎn)程自動(dòng)控制隧道監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)周期采集現(xiàn)場設(shè)備送來的各種信號，如故障報(bào)警信息以及車流量、攝像機(jī)監(jiān)視圖象，以及現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行的反饋信號；在異常情況，按預(yù)定的控制方案，計(jì)算判斷照明級別，發(fā)出指令，也可通過控制臺(tái)鍵盤或計(jì)算機(jī)向可編程控制器輸入指令。指令通過現(xiàn)場總線傳到隧道內(nèi)智能照明控制系統(tǒng)設(shè)備，控制隧道燈具開啟及調(diào)光。手動(dòng)控制通過中心計(jì)算機(jī)的控制軟件及隧道照明配電柜上分別完成，隧道配電房中的手動(dòng)照明用于維修的需要。如遇火災(zāi)，無論照明現(xiàn)狀是什么，照明控制系統(tǒng)應(yīng)將隧道照明開到最大程度，以利于救火。隧道照明系統(tǒng)由三部分組成：洞

15、內(nèi)晝夜正常照明、應(yīng)急安全照明及洞內(nèi)事故應(yīng)急疏散照明。隧道內(nèi)各路照明控制均設(shè)在變電所低壓配電屏上。電氣系統(tǒng)為照明回路設(shè)置了現(xiàn)場手動(dòng)控制和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制兩種控制方式。隧道內(nèi)各路照明控制均設(shè)在變電所低壓配電屏上。在照明控制電氣線路上，為照明自動(dòng)控制系統(tǒng)提供了相應(yīng)的控制觸點(diǎn)。照明分白天/夜間多種工況，分回路實(shí)現(xiàn)分級自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制及就地手動(dòng)控制。可實(shí)現(xiàn)如下功能：(1)由于停電隧道進(jìn)入緊急照明狀態(tài)時(shí)，可通知洞外一定距離外車輛減速通過隧道，以防事故。(2)通過中央控制室照明控制計(jì)算機(jī)上的照明模擬顯示圖，可掌握各照明回路(工況)的工作狀態(tài)，以便及時(shí)進(jìn)行人工干預(yù)或排除故障。隧道照明控制子系統(tǒng)由監(jiān)控計(jì)算機(jī)

16、、隧道內(nèi)區(qū)域控制器、照明控制柜、隧道內(nèi)燈具、連接電纜等組成?？刂剖矣?jì)算機(jī)、區(qū)域控制器都可進(jìn)行照明控制，在隧道至監(jiān)控中心的通信出現(xiàn)故障時(shí)，可直接在區(qū)域控制器上操作，以保證隧道正常運(yùn)營。照明根據(jù)需要亮度采用分級控制,共分6級.1級: 基本照明,常開,不需控制2級: 基本照明+左側(cè)基本照明3級: 基本照明+左側(cè)基本照明+右側(cè)基本照明4級: 基本照明+左側(cè)基本照明+右側(cè)基本照明+左側(cè)加強(qiáng)照明5級: 基本照明+左側(cè)基本照明+右側(cè)基本照明+左側(cè)加強(qiáng)照明+右側(cè)加強(qiáng)照明6級: 所有照明全部開啟(5級照明+應(yīng)急照明)在遇到火災(zāi)報(bào)警處理時(shí)，自動(dòng)開啟6級照明方便交通撤離。橫通道、消防控制橫通道控制系統(tǒng)主要是為隧道發(fā)

17、生火災(zāi)時(shí)，能為行人與車輛迅速提供便于逃生的出口，車行橫洞門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制及現(xiàn)場手動(dòng)控制；人行橫洞門不進(jìn)行控制，現(xiàn)場人員可手動(dòng)推開通道門。車行橫洞照明控制車行橫洞內(nèi)照明燈正常時(shí)處于熄滅狀態(tài)，以便節(jié)約能源，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或檢修隧道時(shí)，可由中央控制室遠(yuǎn)程控制開啟或本地手動(dòng)控制開啟。其與車行橫洞門處于互聯(lián)狀態(tài)，狀態(tài)信息和控制命令經(jīng)由區(qū)域控制器傳到中央控制室。車行橫洞門控制車行橫通道都設(shè)置車行橫通道門。正常時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，中央控制室可根據(jù)火災(zāi)位置和控制方案，遠(yuǎn)程開啟車行橫通道門。控制原理如圖所示：電源進(jìn)線門控制箱現(xiàn)場RTU隧道控制中心門電機(jī)行程限位開關(guān)通道門開關(guān)通道門控制原理人行橫洞門控制人

18、行橫洞門不控制，由人員現(xiàn)場推啟；行人橫洞內(nèi)設(shè)置具有紅外線感應(yīng)開閉功能的照明裝置，同時(shí)將狀態(tài)反饋到中央控制系統(tǒng)。消防控制消防水泵和雨水集水池水泵控制，均由安裝于水池的液位計(jì)聯(lián)動(dòng)控制（屬于消防工程合同段），本合同段僅采集水泵狀態(tài)和消防水池和雨水集水池的液位信號。 三、區(qū)域控制器區(qū)域控制器是隧道監(jiān)控的核心部分，對其合理的設(shè)計(jì)選型，是隧道監(jiān)控能否高效、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵?？傮w來說，目前區(qū)域控制器的網(wǎng)絡(luò)通訊可從高到低劃分為三個(gè)層次：信息層、控制層和設(shè)備層。第一層為信息層，即各級監(jiān)控中心、分中心及各個(gè)隧道管理所之間的數(shù)據(jù)傳輸。目前隨著通信技術(shù)的發(fā)展，信息層以普遍采用了交換技術(shù)，百兆以太網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)都得到了廣

19、泛應(yīng)用。第二層為控制層，即隧道內(nèi)區(qū)域控制器之間的網(wǎng)絡(luò)互連。在控制層網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)以太網(wǎng)也得到了很大應(yīng)用。本方案即采用工業(yè)以太網(wǎng)作為控制層網(wǎng)絡(luò)，借助光纖交換機(jī)將隧道內(nèi)區(qū)域控制器組成光纖冗余環(huán)網(wǎng)。光纖以太環(huán)網(wǎng)不僅具有10/100Mbps的快速傳輸速度，同時(shí)具有自愈功能，即使某一時(shí)刻環(huán)網(wǎng)某處光纖斷裂，網(wǎng)絡(luò)仍然能夠通過反向通路正常通信。同時(shí)，還可利用交換機(jī)網(wǎng)管軟件實(shí)時(shí)維護(hù)和監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。第三層網(wǎng)絡(luò)為設(shè)備層，它們有ControllerLink、DeviceNet、Modbus等，這一層用于控制器與現(xiàn)場設(shè)備、遠(yuǎn)程I/O端子及現(xiàn)場儀表之間的通訊，設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是與現(xiàn)場設(shè)備連接方便，并能起到省配

20、線的作用，成本低廉。根據(jù)招標(biāo)文件以及隧道機(jī)電監(jiān)控的實(shí)際需求，區(qū)域控制器（RTU）應(yīng)采用可編程序控制器(PLC)。PLC的選型應(yīng)充分考慮其先進(jìn)性、實(shí)用性。 應(yīng)采用世界知名公司的最新產(chǎn)品，且應(yīng)考慮選擇貨源充足中文資料豐富、備品備件容易，技術(shù)服務(wù)方便、國內(nèi)有維修處的生產(chǎn)商的產(chǎn)品。PLC系統(tǒng)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡潔、使用方便，特別是程序編制方法應(yīng)簡單易學(xué)?？刂泣c(diǎn)數(shù)應(yīng)留有余量，并具有可擴(kuò)充性。綜上考慮，我們選用歐姆龍（OMRON）公司的CS1系列PLC作為區(qū)域控制器。歐姆龍公司創(chuàng)立于1933年，是全世界自動(dòng)化行業(yè)的著名跨國公司，目前在全球有五大地區(qū)總部，其中中國總部已被我國商務(wù)部認(rèn)定為地區(qū)級總部。目前歐姆龍?jiān)谌蛴?

21、0多家生產(chǎn)廠、1500個(gè)分支機(jī)構(gòu)和超過24000名員工。公司通過了 ISO 9000 系列認(rèn)證。歐姆龍?jiān)趥鞲信c控制領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，其產(chǎn)品符合UL，CE等多項(xiàng)國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。歐姆龍?jiān)谥袊写笮偷难邪l(fā)、生產(chǎn)、技術(shù)支持、客戶服務(wù)中心，有一整套完善的培訓(xùn)、維護(hù)、售后服務(wù)體系，能夠?yàn)榭蛻籼峁┍憷?、可靠的服?wù)。CS1系列PLC為歐姆龍公司的主要大型PLC機(jī)型，目前在隧道機(jī)電監(jiān)控行業(yè)已有多年的成功應(yīng)用業(yè)績，目前市場占有率達(dá)60以上，全國高速公路累計(jì)約有一百多條隧道上采用了CS1系列PLC。CS1系列采用模塊化結(jié)構(gòu)，32位RISC精簡指令系統(tǒng)，處理速度最快可達(dá)每條基本指令0.02µs，存儲(chǔ)空間可

22、擴(kuò)展至64M。支持工業(yè)以太網(wǎng)和多種現(xiàn)場總線和協(xié)議宏，功能十分強(qiáng)大。本工程中選用的區(qū)域控制器可實(shí)現(xiàn)的功能：CPU模塊負(fù)責(zé)區(qū)域控制器的程序控制和程序存儲(chǔ)，同時(shí)提供必要的網(wǎng)絡(luò)接口。CPU模塊分別控制總線通訊、程序運(yùn)算、網(wǎng)絡(luò)通訊處理等，具有高速運(yùn)算、并行處理的能力。CPU模塊內(nèi)置通訊卡插槽，提供網(wǎng)絡(luò)/總線通訊插卡擴(kuò)展功能。CPU模塊內(nèi)置存儲(chǔ)器擴(kuò)展插槽，便于擴(kuò)展各種類型存儲(chǔ)器。提供應(yīng)用層開放的10/100Mbps TCP/IP以太網(wǎng)接口模件。操作員可以通過彩色觸摸屏對整個(gè)隧道內(nèi)設(shè)備進(jìn)行控制。I/O板:具體點(diǎn)數(shù)由各子系統(tǒng)確定。AI板：具體點(diǎn)數(shù)由各子系統(tǒng)確定。通訊接口：由子系統(tǒng)確定。電源：220VAC

23、77;10，50Hz±3。區(qū)域控制器技術(shù)指標(biāo)本工程區(qū)域控制器的選型符合或不低于下面所列標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范之一： ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 IEC 國際電工委員會(huì) GB 中國國家標(biāo)準(zhǔn) JIS 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) UL (美國)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) CSA 加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) NK 日本海事協(xié)會(huì) LLOYD 英國勞氏船級社 EC 歐洲安全標(biāo)準(zhǔn) ODVA 開放型設(shè)備網(wǎng)制造商協(xié)會(huì)區(qū)域控制器由CPU模塊、電源模塊、輸入/輸出模塊、以太網(wǎng)模塊及底板模塊等組成，具體指標(biāo)如下：Ø CPUCS1系列PLC采用完全機(jī)架式設(shè)計(jì),基站和擴(kuò)展I/O采用同系列底板，所有I/O模塊采用與CPU對應(yīng)等級的、同系列的I/O模塊。CP

24、U采用工業(yè)級32位精簡指令系統(tǒng)RISC芯片，基本指令處理時(shí)間最快可達(dá)0.02µs，運(yùn)算性能優(yōu)于Pentium型芯片/主頻133MHz。內(nèi)存容量可擴(kuò)展至64MB。支持Modbus、TCP/IP（熱備端口）、USB等多種通訊端口和內(nèi)存卡插槽，便于與其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。集成LED狀態(tài)顯示，便于顯示系統(tǒng)的運(yùn)行、故障、通訊等狀態(tài)信息和設(shè)置系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。 支持鑰匙開關(guān)和多種口令保護(hù)，保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。無需編程即可提供系統(tǒng)、模塊甚至通道級（模塊的所有通道）的診斷功能。PLC采用背板總線，其通訊速率不低于80M，且恒定不變。所有模塊（通信、I/O等）在背板上可任意安裝，與背板槽位無關(guān)。采用

25、模塊化結(jié)構(gòu)，所有模塊（包括CPU和電源模塊）都支持帶電插拔。CPU通過SPU存儲(chǔ)器可達(dá)512MB，支持可擴(kuò)展的PCMCIA 存儲(chǔ)器。所有開關(guān)量輸出、模擬量輸出模塊都支持故障狀態(tài)預(yù)置功能，保證控制系統(tǒng)中CPU或通訊出現(xiàn)故障時(shí)，能將系統(tǒng)事故損失降低到最小。提供各種信號要求（各種電壓等級的開關(guān)量、電流、電壓、RTD、TC模擬量等）的IO模塊和高速計(jì)數(shù)器、伺服控制、ASCII碼通訊、中斷、事件順序記錄模塊等。所有IO模塊的接線端子采用同一型號的接線端子條。提高模塊的互換性，減少系統(tǒng)的備件量?？商峁┲С指鞣N通訊協(xié)議的通訊模板（如Ethernet、ControllerLink、Modbus、Devicen

26、et、Profibus DP、CAN、ASCII等），方便于與各種系統(tǒng)和第三方廠家產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)交換通訊速率支持10/100Mbps。利用通用的以太網(wǎng)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換。編程軟件采用IEC標(biāo)準(zhǔn)編程軟件，配備一套PLC編程開發(fā)軟件（含授權(quán)和密匙）。軟件支持常見的IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)編程語言。編程環(huán)境采用圖形化的編程界面，可提供單步、連續(xù)、斷點(diǎn)等程序調(diào)試方式。編程軟件中集成在線操作員監(jiān)視畫面，便于控制程序的調(diào)試、在線監(jiān)視及控制。軟件中集成有離線程序仿真功能，可方便控制程序的仿真，以及PLC與觸摸屏、監(jiān)控軟件等的交叉仿真功能。利用編程軟件及相應(yīng)的連接方式可支持本地、遠(yuǎn)程的程序上/下載

27、，在線監(jiān)視和參數(shù)修改、程序修改。所有PLC 模塊工作溫度: 055（符合IEC和JIS標(biāo)準(zhǔn)）, 工作相對濕度: 10%90%，存儲(chǔ)溫度: -2075。具有CSA,UL,CE等認(rèn)證；具備自定義協(xié)議宏（Protocol Macro）功能，能與非本公司產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,便于和現(xiàn)場智能儀表相連。Ø 電源模塊輸入電壓： 100240VAC （波動(dòng)范圍：85 264VAC）頻率范圍4763HZ功率：30W/45W提供電源模塊各種LED指示狀態(tài)提供主電源輸入端子、報(bào)警繼電器輸出端子、24VDC電壓輸出端子提供熔斷器保護(hù)功能支持帶電插拔電源模塊分為獨(dú)立電源、冗余電源等類型具有UL,cUL, CE等認(rèn)

28、證。Ø I/O模塊數(shù)字輸入模塊（DI）： 輸入通道數(shù)：16點(diǎn)/32點(diǎn)；輸入電壓：24VDC；具有光電隔離功能和LED狀態(tài)指示；連接方式：可拆卸式端子排；支持帶電熱插拔功能，便于維護(hù)。數(shù)字輸出模塊（DO）：支持雙向晶體管輸出；輸出通道數(shù)：16點(diǎn)/32點(diǎn)；輸入電壓：24VDC；具有光電隔離功能和LED狀態(tài)指示；連接方式：可拆卸式端子排；支持帶電熱插拔功能，便于維護(hù)。模擬輸入模塊（AI）：多量程模擬量輸入；輸入點(diǎn)數(shù)：8點(diǎn)；支持多種信號輸入規(guī)格: 15V，010V，-10+10V，420mA；分辨率：1/8000；轉(zhuǎn)換速度：1ms/點(diǎn)；具有光電隔離功能和LED狀態(tài)指示；外部連接：可拆卸式端子排。Ø 串行通信單元端口類型：隔離RS-485口；速率：120019200bps；通訊介質(zhì)：屏蔽雙絞線；最大通訊距離：1000米； 支持多種協(xié)議，支持Modbus協(xié)議，能以字符串方式與任何第三方設(shè)備串行通訊。Ø 以太網(wǎng)通訊單元端口類型：標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接口；通訊介質(zhì)：屏蔽雙絞線；通訊速率：10