试论plc在公路隧道机电工程中的应用.doc

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试论PLC在公路隧道机电工程中的应用
试论PLC在公路隧道机电工程中的应用

　　摘要：随着城市建设步伐的不断加快，公路隧道的机电工程应用问题也日益凸显，本文通过分析PLC的特点及其在公路隧道中的应用，结合机电工程系统里对各个子系统的控制，有效解决了工程中的问题。

　　关键词：PLC、公路隧道、机电工程应用
　　中图分类号：X734文献标识码： A
　　可编程序控制器(简称PLC)发展至今, 已有30多年的历史, 随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展, 工业控制领域已有翻天覆地的变化, PLC亦在不断的发展变化之中, PLC不断地采用新技术以及不断增强系统的开放性。随着技术的进步, 其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制, 成为自动化领域的三大技术支柱之一。
　　PLC的特点
　　 （一）可靠性高，抗干扰能力强
　　高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术 ，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。
　　 （二）配套齐全，功能完善，适用性强
　　PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
　　 （三）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
　　PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
　　PLC在公路隧道机电工程中的应用
　　 （一）PLC对高低压供配电系统的控制
　　PLC是整个系统的中枢，所有控制、保护、工作状态指示都是通过PLC内部的虚拟继电器通过软连接配合外部给定开关量和信号来完成，用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输。对PLC内部I/O进行分配，可控制断路器的合断，还可检测过流、欠压及实现自动保护功能。应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监控计量，有利于提高供配电系统运营管理自动化水平，保证配电的安全稳定，同时减少工作人员的劳动强度。
　　 （二）PLC对照明系统的控制
　　隧道照明控制分自动和手动。自动控制是根据洞外光强检测器检测的光强度，自动切换洞内照明等级或根据时段，按照晴天、云天、阴雨天、夜间、深夜五级进行控制。当火灾发生时，照明必须达到最大亮度。手动控制在隧道本地控制器和配电房配电屏面板上按钮手动。在手动控制时，操作员可以通过中心控制工作站界面，对灯具回路进行手动控制。自动控制分为时序控制和自动检测控制：
　　1、时序控制：根据当地季节、气候、日照等变化规律，在控制软件中设定按时序投入照明回路及编号；并检测照明回路开关状态及现场开关状态将其反馈回管理所，在显示器上显示各照明回路的工作状态；
　　2、自动检测控制：该控制方式是利用设在洞口及隧道引入段的亮度检测器反馈的检测值，通过管理所内的管理计算机及PLC可编程控制器，确定所需投入的照明回路数，自动控制设在变电站内的照明供电低压屏。并检测照明回路开关状态及现场开关状态将其反馈回管理所，在显示器上显示各照明回路的工作状态。由于隧道地处山岭区，夏季洞外温度变化较大且周期短，帮亮度检测器反馈采样数据应设定一个较适当的采样周期，以避免照明回路频繁切换，影响隧道行车安全及灯具等的寿命。
　　 （三）PLC对通风系统的控制
　　隧道通风主要是利用隧道内设置的风机调节隧道中的汽车废气至隧道用户能接受的程度，保证隧道临近的空气污染足够低；在隧道发生火灾时，能控制隧道中烟的蔓延。隧道采用射流风机纵向通风方式。通风控制系统根据检测到的一氧化碳浓度、透过率数据、交通量数据，PLC控制风机的运行台数、风向和运行时间，实现节能运行和保持风机较佳寿命的控制运行；并在发生火灾时，根据不同地点，进行相应的火灾排烟处理，以保证隧道的安全及运行环境的舒适性。正常时：根据系统检测到的CO/VI值，通过通风控制系统实现对风机的自动控制，满足空气质量，并节约能源。风机正常运行状态时，风机为正向吹风；火灾工况：风机以火灾工况模式动作；交通阻滞工况：风机以交通阻滞模式动作。
　　 （四）PLC 对交通信息系统的控制
　　交通信息系统主要包括可变车道指示标志、大型门架式可变信息板、隧道内小型可变信息板和交通信号灯。运营人员可以通过手动方式在监控中心机房通过PLC对以上交通信息标志发布指令，改变交通模式。也可通过对PLC程序进行预先设定，当隧道内发生事故或阻滞时，可变情报板显示相应通报信息，交通信号灯和车道指示器及时做出改变，防止隧道外车辆继续进入，保证隧道内交通安全通畅。
　　 （五）PLC对消防系统的控制
　　对隧道消防系统的设计目的就是当发生火灾时能到达PLC联动功能，即当隧道内发生火灾时，PLC系统根据采集的数据信息，即刻指令各个系统以下动作：监控中心广播电话系统发布火灾报警通知，消防人员进入现场；交通信息标志上发布火灾信息，交通信号灯和入口可变车道指示标志改变交通模式，阻止车辆继续进入发生火灾隧道内；车行、人行横通道门开启/关闭，引导疏散已进入隧道内车辆和行人；隧道内照明灯具回路控制开关，照明亮度达到最大；水泵房水泵开启；射流风机启动，进入火灾工作模式。火灾消除后，各个系统恢复到正常工作状态。
　　总结
　　公路隧道机电工程中PLC的广泛应用，大大提高了隧道运营的自动化管理水平，降低运营成本。随着PLC更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业领域发挥越来越大的作用。

　　参考文献
　　[1] 杨建华试论PLC在公路隧道机电工程中的应用2013,(9)
　　[2] 王学富PLC在公路隧道机电工程中的应用2012,(4)

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