贵州凯里至雷山高速公路隧道机电监控系统

• 关键词：高速公路,机电工程
• 摘要：本文介绍了高速公路隧道机电监控系统的概况、工程配置、系统架构和特点，并给出相关图示，可供参考。

一、    工程概况

本项目起于贵州省凯里市下长坡，接已经建成的沪昆高速公路，途径连城、黄里，止于雷山县陶尧，路线全长约21.886km，无服务区、停车区，收费站3处。主线采用四车道高速公路标准，设计速度80km/h，整幅路基宽21.5m，分幅路基宽11.25m，设计荷载为公路－Ⅰ级，隧道净宽10.25m。

本项目机电工程主要工作内容为全线的监控、通信、收费三大系统和隧道机电工程系统（隧道机电工程含隧道通风、照明、供配电、监控、火灾报警、消防等）等全部机电工程。

二、工程配置

该项目主要由七条隧道群组成，共计33套PLC区域控制站，如下：

u PLC控制器：海得自主产品E-Control系列PLC

ü 乌轰朗隧道： 12套PLC区域控制器；

ü 隧道群：     9套PLC区域控制器；

ü 黄里坳隧道： 8套PLC区域控制器；

ü 连城隧道：   1套PLC区域控制器；

ü 中寨隧道：   1套PLC区域控制器；

ü 干皎隧道：   1套PLC区域控制器；

ü 陶尧隧道：   1套PLC区域控制器；

u 综合监控平台：SUPER VIEW

u 核心服务器：Ft2710容错服务器 1台；

u 主站交换机：海斯科 HIES4128-24T-4G-220千兆单模 9台；

u 分站交换机：海斯科HIES3010-8T2SC百兆单模24台；

u 触摸屏：海得NetSCADA平板电脑 12寸，9台

三、系统架构

主要分为三层：

u 监控层：

ü 硬件平台：采用美国容错Ft2710服务器，为整个隧道机电监控提供硬件平台；

ü 软件平台：采用海得公司自主研发的SuperVIEW v1.0，实现对交通系统、消防系统、视频系统、电话系统等全面监控；

u 网络传输层：

ü 区域监控主站、分站：均采用海得自主品牌出品HI-SCOM系列工业级交换机，采组成冗余的光纤环网，且主站通过单模光纤口实现与监控中心的信息传输；

u 设备控制层：

ü 区域主控制器：采用海得自主品牌E-Control系列PLC，具有冗余功能，集成RJ45、US和、Modbus等接口

ü 区域分控制器：采用海得自主品牌E-Control系列PLC

ü 主站和分站之间通讯采用工业以太网Modbus TCP/IP协议方式，实现数据的以太网快速交换；

ü 主站和监控软件之间使用HI-LINK安全网络协议，有效抵御各种常见IT攻击。

四、    系统特点

ü PLC监控系统上行通讯和下行通讯采用Ethernet TCP/IP光纤以太网，具有运行可靠性高，抗干扰能力强，数据处理速度快的特点；

ü 所有模块均为海得自主产品，完全国产化，核心CPU集成多种通讯端口，方便实现与第三方智能设备的连接，提供标准开放的通讯协议，如ModbusTCP/IP，Modbus，CANOpen；

ü  控制器是基于高速背板总线系统架构，安全可靠；强大的浮点运算能力，更适合需要复杂运算和控制功能的场合

ü 完整齐全的模块配置，可以根据客户需求，提供硬件客制化服务

ü NetSCADA平板电脑具备强大的人机互交功能，适应苛刻的工业现场环境，超低功耗；

五、     可编程控制器技术指标

主站（变电所站）PLC技术规格:ECM-EH10-CPU-003单元：

Ø    高速的32位 CPU芯片，主频≥200MHz

Ø    支持所有模块的热插拔，底板式安装

Ø    运行环境温度：-10℃ ～ 60℃

Ø    运行环境湿度：5%～95%（无凝结）

Ø    电源电压范围：DC20～70V

Ø    基本指令逻辑运算时间：不低于500ns

Ø    控制器实现双机热备份，软件冗余，以提高系统可靠性

Ø    最大程序：≥20万步

Ø    内存：≥32MB，最大可扩展256MB

Ø    采用锂电池储保存处理器数据

Ø    寄存器：可以达到256K，最大可扩展1024K

Ø    10/100M Bit/s以太网口与CPU模块集成

Ø    CPU集成1个串口（9针D型）

Ø    CPU集成USB编程端口

Ø    集成嵌入式实时操作系统

Ø    状态显示：运行，停止，故障，电池，I/O状态

Ø    CPU带实时时钟功能：诊断信息带日期和时间标记

Ø    支持HI_LINK安全协议，Modbus TCP/IP通讯协议，Modbus，Canopen协议，自由口协议

Ø    具有自诊断功能：CPU故障、I/O校验错误、上位机链接出错、存储器故障等

Ø    指令系统应包括：逻辑指令、控制指令、定时计数指令、数据控制处理指令、增减符号运算指令、块指令、特殊指令、字符串处理指令

Ø    中断功能：定时中断，事件中断

Ø    数字量I/O：≥1024（入）/1024（出）

数字量输入单元（DI）：

Ø    输入点数：16点，非隔离

Ø    输入电压：24V DC

Ø    连接方式：拆卸式端子排

数字量输出单元（DO）：

Ø    输出点数：16点，非隔离

Ø    输出电压：24V DC

Ø    连接方式：拆卸式端子排

隧道监控软件主要技术参数：

Ø    既是一个平台软件，组态软件（可以二次开发），同时也是应用软件（可以立即投入使用）

Ø    完全为隧道机电控制系统量身打造，符合交通部门规范文件

Ø    可靠性高、具备容错、自诊断、纠错能力，不会因为软件本身故障，而导致交通监控系统的运转异常

Ø    具有三维可视化效果

Ø    支持3DMAX文件导入，导入，显示

Ø    支持GIS文件，导入，显示

Ø    基于Windows平台的监控组态软件，内嵌Jscript/VBscript编程方式，能够满足2000个I/O点的应用需要，全面支持ODBC、OPC、DDE、ActiveX标准，全面支持基于TCP/IP的分布式应用，具有远程浏览功能，仅需简单设置就能够驱动底层设备I/O，可提供实时报表和历史报表及趋势曲线，支持隧道专用图库，做到随时调用，无需另行组装。

Ø    国家软件部门注册的隧道控制成熟软件，不要使用临时定制，专用软件。

Ø    开放的IO接口，允许隧道内其他智能设备通过专有接口接入，含可视化集成开发环境、丰富的绘图图库、I/O驱动开发工具、脚本开发工具、扩展应用编程接口。支持HI-LINK安全通讯协议。

六、    工程示例