隧道機(jī)電監(jiān)控方案
- 發(fā)布時(shí)間:2024-01-25
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梨 子 坪 隧 道
機(jī)
電
監(jiān)
控
方
案
長(zhǎng)沙豐禾智能科技有限公司
一 概述
本方案主要就張家界高速公路項(xiàng)目梨子坪隧道的系統(tǒng)交通區(qū)域控制機(jī)及通風(fēng)照明等子系統(tǒng)的監(jiān)控投標(biāo)方案進(jìn)行了說(shuō)明。
隧道監(jiān)控系統(tǒng)包括隧道內(nèi)的交通控制、通風(fēng)控制、照明控制幾大部分組成。其中隧道內(nèi)交通控制、通風(fēng)控制、照明控制子
系統(tǒng)主要是由PLC(也稱作區(qū)域控制器或本
地控制器)來(lái)控制。本地控制器系統(tǒng)可收集、處理和存各隧道內(nèi)外場(chǎng)設(shè)備的檢測(cè)數(shù)據(jù),監(jiān)視外場(chǎng)設(shè)備工作狀態(tài),上傳給監(jiān)控分中心,并接收監(jiān)控分中心命令對(duì)外場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。另外本地控制器系統(tǒng)還具有本地自動(dòng)控制的功能,在維修、測(cè)試、監(jiān)控分中心、隧道管理所設(shè)備故障、通信故障等情況下可由本地控制系統(tǒng)代替監(jiān)控分中心進(jìn)行控制。
二 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
區(qū)域控制器網(wǎng)絡(luò)是隧道監(jiān)控的核心部分,對(duì)其合理的設(shè)計(jì),是隧道監(jiān)控能否高效、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。目前,PLC生產(chǎn)廠商很多,同一個(gè)廠商,PLC的品種系列也很多,如果選型配置不當(dāng),就不能充分發(fā)揮PLC系統(tǒng)的控制功能,甚至使得PLC自控系統(tǒng)成為一種擺設(shè)。網(wǎng)絡(luò)的正確選型對(duì)隧道的監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)起到非常重要的作用。
根據(jù)對(duì)以上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析,結(jié)合本隧道機(jī)電監(jiān)控的具體要求,我們確立了以下幾點(diǎn)原則:
可編程控制器(簡(jiǎn)稱PLC)的選型應(yīng)充分考慮其先進(jìn)性和性價(jià)比。PLC選型應(yīng)考慮選擇系統(tǒng)架構(gòu)先進(jìn)、中文操作界面、供貨周期短、備品備件充足,售后服務(wù)到位的生產(chǎn)商??紤]到用戶的技術(shù)水平,PLC系統(tǒng)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、使用方便、特別是程序編制方法應(yīng)簡(jiǎn)單易學(xué)。
基于綜合考慮,我們選用中國(guó)知名自動(dòng)化公司的PLC作為隧道區(qū)域控制機(jī)、交通控制器、通風(fēng)控制器和照明控制器。具有以下特點(diǎn):
n 針對(duì)智能交通等公用工程特點(diǎn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),采用工業(yè)以太網(wǎng)及CANBUS等現(xiàn)場(chǎng)總線通訊方式,系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn),性價(jià)比高;
n 沿用集散控制系統(tǒng)的高可靠性、模塊化設(shè)計(jì)和完善的制造工藝,具有極高的可靠性和完善的系統(tǒng)功能;
n 控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊方式,配置靈活、易于擴(kuò)展,即可集中安裝,也可現(xiàn)場(chǎng)分散安裝;
n 22.5mm/45mm的統(tǒng)一厚度,所有模塊均能通過(guò)總線連接器直接安裝在DIN導(dǎo)軌上面,接線端子可以直接連接外部線纜(0.5~1.5mm2),無(wú)需增加轉(zhuǎn)接端子,節(jié)省安裝空間;
選用浙大中控產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于:
n 系統(tǒng)的可靠性,浙大中控在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了10年,浙大中控品牌的自動(dòng)化產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)石油化工、電廠、污水治理等自控領(lǐng)域牢牢占有半壁江山,工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的制造工藝保證系統(tǒng)穩(wěn)定;
n 技術(shù)的先進(jìn)性,新開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)沒(méi)有兼容以往舊系統(tǒng)的問(wèn)題,采用目前業(yè)界最先進(jìn)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),能夠支持UTP、光纖甚至無(wú)線傳輸。
n 價(jià)格的合理性,系統(tǒng)性價(jià)比高,投資回報(bào)周期短;
n 全中文產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、軟件組態(tài)界面,人性化操作方式;
n 細(xì)致周到的用戶培訓(xùn),項(xiàng)目完工后,將對(duì)操作人員提供全面、細(xì)致、周到的培訓(xùn);
n 可靠的售后服務(wù),作為本土企業(yè)可以提供快速的售后維護(hù)(全天24小時(shí)響應(yīng));
n 建立備品備件庫(kù)存,針對(duì)隧道機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)容易發(fā)生損壞的系統(tǒng)部件提供備品備件,保障系統(tǒng)不見(jiàn)斷運(yùn)行。
三 監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃
整個(gè)隧道機(jī)電監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由隧道管理站和隧道內(nèi)的區(qū)域控制器以及相關(guān)的通信線路組成,本地控制器分散布置在隧道內(nèi)的各個(gè)位置,分別負(fù)責(zé)其所轄隧道區(qū)段外場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)收集和管理控制。每套區(qū)域控制器(PLC)分別對(duì)各自所轄區(qū)域的交通誘導(dǎo)設(shè)備、交通檢測(cè)設(shè)備和照明檢測(cè)設(shè)備以及通風(fēng)、照明等信息分別單獨(dú)進(jìn)行采集和控制,同時(shí)按所設(shè)定的程序以及上位機(jī)的指令進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。采集的信息經(jīng)以太光纖環(huán)網(wǎng)傳送至隧道監(jiān)控室的服務(wù)器上,實(shí)現(xiàn)上位冗余聯(lián)網(wǎng)。
分別為每臺(tái)PLC控制器配置一套工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī),交換機(jī)配置雙光口雙電口。各個(gè)PLC控制器,通過(guò)位于CPU上的10M/100M以太網(wǎng)接口與交換機(jī)電口相聯(lián)。各個(gè)交換機(jī)之間采用雙環(huán)光纜組成100Mbps速率的光纖冗余環(huán)網(wǎng)。中央控制器室設(shè)備同樣通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)接入光纖冗余環(huán)網(wǎng)。由此可見(jiàn),隧道內(nèi)第一層網(wǎng)絡(luò)是100Mbps速率的光纖冗余環(huán)網(wǎng)。
監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的第二層為通過(guò)CANBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(傳輸媒介為專用通信屏蔽電纜)連接CPU與各個(gè)I/O模塊的本地I/O結(jié)構(gòu)。CANBUS現(xiàn)場(chǎng)總線具有通信速率高(1Mbps),接線方便(2線制)和抗干擾性好的特點(diǎn)。
監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)第三層為設(shè)備層。各種交通監(jiān)控設(shè)施(如車檢器、車道指示器、交通信號(hào)燈、情報(bào)板、限速標(biāo)志等),環(huán)境檢測(cè)設(shè)施(如風(fēng)速風(fēng)向儀、光強(qiáng)檢測(cè)儀、CO/VI監(jiān)測(cè)儀等)就近接入隧道區(qū)域控制器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。通訊的接口分別按照要求可以是模擬量輸入,開(kāi)關(guān)量的輸入輸出,以太網(wǎng),以及基于RS-232/485的串口通訊。PLC通過(guò)易于建立的用于匹配所連接的設(shè)備協(xié)議的協(xié)議宏使得開(kāi)發(fā)方不需要編寫(xiě)專門(mén)的通信程序與第三方設(shè)備進(jìn)行通信,原則上PLC能和任何帶RS-232C,RS-422或RS-485接口的設(shè)備進(jìn)行通信。在本控制系統(tǒng)中用于控制照明、通風(fēng)、電力、交通等設(shè)備的各個(gè)區(qū)域控制器均采用獨(dú)立的控制程序。
四 本地控制器功能
按照功能劃分,整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)從邏輯上分為如下幾個(gè)子系統(tǒng):交通監(jiān)控子系統(tǒng),照明控制子系統(tǒng),通風(fēng)控制和水泵控制子系統(tǒng)等4個(gè)子系統(tǒng)。4個(gè)子系統(tǒng)功能統(tǒng)一由各個(gè)隧道內(nèi)本地控制器聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控。
隧道管理站內(nèi)設(shè)有主控區(qū)域控制器, 負(fù)責(zé)將監(jiān)控中心下發(fā)的命令接收并轉(zhuǎn)譯,協(xié)調(diào)區(qū)域控制器網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行交通、照明、通風(fēng)、火災(zāi)等方案聯(lián)動(dòng)輸出。
4.1交通監(jiān)控子系統(tǒng)
交通控制子系統(tǒng)為整個(gè)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能,實(shí)現(xiàn)隧道通行的自動(dòng)和手動(dòng)控制。交通控制子系統(tǒng)應(yīng)具有如下基本功能:
4.1.1 由PLC讀取車輛檢測(cè)器的數(shù)據(jù)(交通量、平均車速、占有率等),傳送至監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)。
4.1.2 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)志和四顯交通燈誘導(dǎo)交通。四顯交通燈為紅,黃,綠,通行四顯信號(hào)信號(hào),該信號(hào)燈與本車道車道控制標(biāo)志及另一車道反向顯示的車道控制標(biāo)志有邏輯聯(lián)鎖關(guān)系。同時(shí)洞口設(shè)置車輛檢測(cè)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,進(jìn)行13種模式的交通控制。
根據(jù)交通控制原理、各隧道的交通誘導(dǎo)設(shè)備的配置情況和本投標(biāo)人的工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn),在正常交通情況下可以按照以下13種穩(wěn)定狀態(tài)控制各交通設(shè)施的運(yùn)行:
序號(hào) | 運(yùn)行狀態(tài) |
1 | 左、右兩洞正常開(kāi)放,雙車道(正常,雙洞,四道) |
2 | 右洞雙道正常,左洞單道: 行車道正常通行,超車道禁行 |
3 | 右洞雙道正常,左洞單道: 超車道正常通行,行車道禁行 |
4 | 左洞關(guān)閉,右洞單洞雙向通行 |
5 | 左洞雙道正常,右洞單道: 超車道正常通行,行車道禁行 |
6 | 左洞雙道正常,右洞單道: 行車道正常通行,超車道禁行 |
7 | 右洞關(guān)閉,左洞單洞雙向通行 |
8 | 雙洞單道通行,通行車道 |
9 | 雙洞單道通行,通超車道 |
10 | 雙洞單道通行,左洞通行車道,右洞通超車道 |
11 | 雙洞單道通行,右洞通行車道,左洞通超車道 |
12 | 關(guān)閉雙洞 |
13 | 檢修模式 |
4.1.3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(guò)300ppm(20分鐘),VI濃度大于0.012 m時(shí),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(hào)燈和洞內(nèi)車道控制標(biāo)志。
4.1.4當(dāng)交通量基本平衡,且單向交通量超過(guò)限制交通量的1/2時(shí);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)應(yīng)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(hào)后,入口信號(hào)燈應(yīng)能自動(dòng)周期地開(kāi)關(guān)。確定信號(hào)開(kāi)關(guān)周期時(shí),應(yīng)以控制進(jìn)遂車輛不超過(guò)限制交通量為度。
4.1.5 應(yīng)能按照操作員的意圖手動(dòng)開(kāi)放或關(guān)閉任一架車道控制標(biāo)志,操作結(jié)果應(yīng)符合聯(lián)鎖關(guān)系(操作過(guò)程應(yīng)有菜單提示)。應(yīng)能經(jīng)簡(jiǎn)單操作,快速地開(kāi)放包括該車架車道控制標(biāo)志在內(nèi)的該車道下流方面的全部車道控制標(biāo)志,關(guān)閉包括該架車道控制標(biāo)志在內(nèi)的該車道上流方面的全部車道控制標(biāo)志。
4.1.6檢測(cè)出隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi),并經(jīng)值班人員確認(rèn)后,應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉火災(zāi)區(qū)上流方面的全部車道控制標(biāo)志,同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉兩端隧道入口信號(hào)燈,入口車道指示標(biāo)志。
4.1.7可變限速標(biāo)志應(yīng)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。
4.1.8 當(dāng)操作員手動(dòng)控制時(shí),應(yīng)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。
4.2 照明控制子系統(tǒng)
隧道照明控制子系統(tǒng)根據(jù)洞口內(nèi)外的安裝的光強(qiáng)度檢測(cè)器檢測(cè)到的洞內(nèi)外光強(qiáng)數(shù)據(jù)、交通量變化以及白天、黑夜等情況,控制隧道的照明系統(tǒng),調(diào)節(jié)出入口以及洞內(nèi)的照明,保證行車的安全,以及在滿足照明要求的情況下達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的,同時(shí)對(duì)洞內(nèi)照明以及照明控制設(shè)備的狀況進(jìn)行監(jiān)視。
隧道照明控制子系統(tǒng)由控制室計(jì)算機(jī)、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。控制室計(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),可直接在本地控制器上操作,以保證隧道正常運(yùn)營(yíng)。
照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)在隧道內(nèi)設(shè)置照明控制柜等設(shè)備,能完成本地的人工和自動(dòng)控制,并且預(yù)留監(jiān)控裝置遙控、遙信的條件,提供控制每路照明的繼電器接點(diǎn),監(jiān)控系統(tǒng)在隧道內(nèi)設(shè)有區(qū)域控制器,直接與照明控制柜的繼電器接點(diǎn)相連,以保證對(duì)照明的遙控。
照明系統(tǒng)具有洞內(nèi)燈泡亮度不足的報(bào)警功能,即能夠通過(guò)洞內(nèi)光強(qiáng)儀采集數(shù)據(jù)與設(shè)定值比較后提示維護(hù)部門(mén)更換燈具。
照明應(yīng)根據(jù)需要亮度采用分級(jí)控制,共分6級(jí):
1級(jí):基本照明,常開(kāi),不需控制
2級(jí):基本照明+左側(cè)基本照明
3級(jí):基本照明+左側(cè)基本照明+右側(cè)基本照明
4級(jí):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(jí):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(jí):所有照明全部開(kāi)啟(5級(jí)照明+應(yīng)急照明)
另外,在遇到火災(zāi)報(bào)警處理時(shí),應(yīng)自動(dòng)開(kāi)啟6級(jí)照明方便交通撤離。
4.3 通風(fēng)控制子系統(tǒng)
通風(fēng)控制子系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的透過(guò)率、CO濃度數(shù)據(jù)、交通量數(shù)據(jù),控制風(fēng)機(jī)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;并在發(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(duì)風(fēng)機(jī)的控制采用區(qū)域控制的方式。
監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)控制,由監(jiān)控系統(tǒng)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)應(yīng)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)顯示、總故障信號(hào)傳給監(jiān)控系統(tǒng),通風(fēng)系統(tǒng)提供繼電器干接點(diǎn),與監(jiān)控系統(tǒng)的連接電纜由監(jiān)控負(fù)責(zé)。
通風(fēng)控制子系統(tǒng)控制方式要求有如下四級(jí):
——監(jiān)控室:自動(dòng)控制、人工遠(yuǎn)程控制
——隧道區(qū)域控制器 :自動(dòng)控制、人工控制
——通風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)箱:人工手動(dòng)控制
正常情況下將隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”位,由監(jiān)控室實(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(guò)轉(zhuǎn)換應(yīng)在前三級(jí)的任一級(jí)上維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在對(duì)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(cè)試時(shí)則可以采取隧道內(nèi)人工、通風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)箱處人工控制的方式。
控制方式的優(yōu)先權(quán)為:人工高于自動(dòng),人工方式時(shí)是按三級(jí)順序優(yōu)先級(jí)由低到高,自動(dòng)方式時(shí)是隧道區(qū)域控制優(yōu)先于監(jiān)控室控制。
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(guò)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和透過(guò)率檢測(cè)器檢測(cè)到的實(shí)際數(shù)據(jù)與環(huán)境指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值比較,來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.3.1系統(tǒng)構(gòu)成
本通風(fēng)控制子系統(tǒng)由監(jiān)控室服務(wù)器、隧道區(qū)域控制的PLC、通風(fēng)控制柜、隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)、CO和透過(guò)率檢測(cè)器、連接電纜、電源電纜等組成。
CO檢測(cè)器和透過(guò)率檢測(cè)器設(shè)在隧道內(nèi),用于檢測(cè)隧道內(nèi)CO濃度和能見(jiàn)度情況,由區(qū)域控制器采集數(shù)據(jù),監(jiān)控系統(tǒng)將檢測(cè)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,控制風(fēng)機(jī)的啟停。
通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在隧道內(nèi)設(shè)通風(fēng)控制柜,能完成本地的人工控制,并且預(yù)留遙控遙信條件。每?jī)膳_(tái)風(fēng)機(jī)為一組,設(shè)一風(fēng)機(jī)控制柜。風(fēng)機(jī)控制柜控制信號(hào)由距離就近的區(qū)域控制器控制,通過(guò)區(qū)域控制器軟件聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制。
對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)來(lái)看是將一個(gè)斷面上的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)作為一組進(jìn)行控制,由通風(fēng)系統(tǒng)返回每臺(tái)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào),即風(fēng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、故障等信號(hào),輸入輸出之間有電磁隔離措施。
隧道通風(fēng)控制子系統(tǒng)對(duì)通風(fēng)的控制原則應(yīng)遵照JTJ026.90《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》和相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目工程內(nèi)隧道均采用射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)方式。
1.保持隧道內(nèi)環(huán)境指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
——隧道內(nèi)CO正常運(yùn)營(yíng)時(shí)允許濃度:CO濃度<150ppm為正常,150ppm<CO濃度<300ppm,需要啟動(dòng)風(fēng)機(jī),直到CO濃度正常;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300ppm,經(jīng)歷時(shí)間不超過(guò)20min。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或交通事故時(shí),CO濃度突然增加超過(guò)300ppm,這時(shí)同時(shí)啟動(dòng)各組風(fēng)機(jī)直到CO濃度達(dá)到正常值。若所有風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)后并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間(15分鐘)CO濃度仍然大于300ppm,則考慮關(guān)閉隧道。
——隧道內(nèi)煙霧允許濃度為7.0′10-3(m-1)
——隧道內(nèi)風(fēng)速正常運(yùn)營(yíng)時(shí)推薦為10m/s
2.CO濃度由低—高、透過(guò)率檢測(cè)值由好—壞分為幾個(gè)級(jí)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(yíng)時(shí)由此確定。隧道內(nèi)能見(jiàn)度測(cè)量范圍為0—15 1/km,分為4級(jí), 〉3,〉5,〉7,〉10,當(dāng)能見(jiàn)度<5時(shí)為正常,當(dāng)5<能見(jiàn)度<10需要啟動(dòng)風(fēng)機(jī),直到能見(jiàn)度恢復(fù)正常,當(dāng)能見(jiàn)度>10時(shí)關(guān)閉隧道。
風(fēng)機(jī)有運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)功能,風(fēng)機(jī)的運(yùn)行根據(jù)CO濃度、透過(guò)率值、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:
——根據(jù)隧道營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的交通狀況,適時(shí)調(diào)整通風(fēng)量,在保證交通安全的前提下,以最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力給隧道提供滿足營(yíng)運(yùn)條件的通風(fēng)量。
——隧道內(nèi)某一位置的CO或透過(guò)率值先達(dá)到風(fēng)機(jī)啟動(dòng)值,則最靠近此檢測(cè)器的風(fēng)機(jī)首先啟動(dòng)。
——累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的風(fēng)機(jī)首先啟動(dòng),以便平衡各臺(tái)風(fēng)機(jī)的勞逸程度,延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。
——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)有短暫的延時(shí),以減少對(duì)變電所供電的沖擊。
——風(fēng)機(jī)的啟閉次數(shù)不應(yīng)過(guò)頻,防止風(fēng)機(jī)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象
4.4 水泵控制子系統(tǒng)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,本隧道水泵控制子系統(tǒng)主要對(duì)兩個(gè)消防水泵和一個(gè)排污泵以及2個(gè)消防水池和1個(gè)污水集水池進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。
三個(gè)水池各安裝2個(gè)液位傳感器,對(duì)高/低水位進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)水池水量情況來(lái)控制水泵的開(kāi)關(guān)以及臺(tái)數(shù)。具體控制要求如下:
4.4.1 消防水泵控制:消防水泵一用一備,根據(jù)軟件統(tǒng)計(jì)平衡兩個(gè)水泵使用時(shí)間,以延長(zhǎng)水泵壽命。消防低位水池從上體溪流或打井取水,根據(jù)高低液位傳感器顯示情況隨時(shí)保持水池水滿。當(dāng)消防高位水池低液位傳感器報(bào)警時(shí),水泵開(kāi)啟從消防低位水池中抽水至消防高位水池,直到消防高位水池高液位傳感器發(fā)出警告或消防低位水池低液位傳感器發(fā)出報(bào)警為止。如果隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi),消防水栓持續(xù)對(duì)外供水時(shí),兩臺(tái)消防水泵同時(shí)開(kāi)啟補(bǔ)水至消防高位水池,當(dāng)?shù)臀凰氐牡鸵何粋鞲衅靼l(fā)出報(bào)警時(shí)停止水泵。
4.4.2 排污水泵控制:根據(jù)污水集水池液位傳感器來(lái)聯(lián)鎖啟停排污泵。當(dāng)污水集水池中高液位傳感器報(bào)警時(shí),排污泵開(kāi)啟,直至污水集水池中低液位傳感器發(fā)出警告為止。
五 監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
本方案選用的PLC,具有如下技術(shù)特點(diǎn),保證了隧道監(jiān)控系統(tǒng)的可靠,穩(wěn)定運(yùn)行。
5.1 區(qū)域控制器PLC指標(biāo)
——高速的32位CPU芯片;
——運(yùn)行環(huán)境溫度:-25-70℃,運(yùn)行環(huán)境濕度:95%,允許短時(shí)間結(jié)露
——電源電壓:93-264VAC;
——基本指令處理速度:0.01us;
——I/O點(diǎn)數(shù):2048點(diǎn)(包括遠(yuǎn)程I/O);
——具有兩個(gè)10M/100M以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)通訊控制器和驅(qū)動(dòng)接口;
——串口通訊模塊:RS232/RS485/RS422/支持MODBUS協(xié)議、自由口編程
——安裝底板:高強(qiáng)度鋼導(dǎo)軌,模塊化結(jié)構(gòu),方便擴(kuò)展;
——控制方式:存儲(chǔ)程序方式;
——程序存儲(chǔ)器容量:4M,內(nèi)存:4M(可擴(kuò)展);
——擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量:64M;
——CPU自帶CANBUS現(xiàn)場(chǎng)總線接口和RS232/RS485/RJ45編程外設(shè)口
——具有協(xié)議宏功能,能自由與各種第三方串口設(shè)備通信;
——CPU內(nèi)置隧道中常用的設(shè)備品牌通用協(xié)議。
——狀態(tài)顯示:運(yùn)行,停止,故障,電池,I/O狀態(tài);
——CPU帶時(shí)鐘功能:診斷信息帶日期和時(shí)間標(biāo)記;
——具有硬件及軟件中斷功能:定時(shí)中斷、掉電中斷、I/O中斷,外部中斷;
——具有自診斷功能:CPU故障、I/O校驗(yàn)錯(cuò)誤、上位機(jī)連接出錯(cuò)、存儲(chǔ)器故障等;
——支持工業(yè)和商業(yè)以太網(wǎng)、控制器網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)多網(wǎng)配置;
——指令系統(tǒng)包括:邏輯指令、控制指令、定時(shí)計(jì)數(shù)指令、數(shù)據(jù)控制處理指令、增減符號(hào)運(yùn)算指令、調(diào)試處理故障診斷指令、塊指令、特殊指令、字符串處理指令;
——模塊化編程,最大256個(gè)任務(wù)編程
5.2 數(shù)字輸入模塊(DI)
l 輸入點(diǎn)數(shù):8、16、32點(diǎn),光電隔離;
l 輸入電壓:24VDC;
l 輸入電纜最長(zhǎng)長(zhǎng)度:600米(無(wú)屏蔽),1000米(屏蔽);
l 運(yùn)行環(huán)境溫度:-25-70℃
l 運(yùn)行環(huán)境溫度:95%,允許短時(shí)間結(jié)露;
l 海拔高度:2000米;
l 隔離測(cè)試:1000VDC;
l 連接方式:拆卸式端子,防插錯(cuò)結(jié)構(gòu);
5.3 繼電器輸出模塊(DO)
l 輸出點(diǎn)數(shù):8、16、32點(diǎn),電隔離;
l 運(yùn)行環(huán)境溫度:-25-70℃;
l 運(yùn)行環(huán)境溫度:95%,允許短時(shí)間結(jié)露;
l 海拔高度:2000米;
l 隔離測(cè)試:3000VAC;
l 最大開(kāi)閉能力:AC250V,2A(感性負(fù)載COSФ=1);
l 輸出電纜最大長(zhǎng)度:600米(無(wú)屏蔽),1000米(屏蔽);
l 連接方式:拆卸式端子,防插錯(cuò)結(jié)構(gòu);
5.4 模擬量輸入模塊(AO)
l 輸入點(diǎn)數(shù): 4、8點(diǎn),通用或者熱電阻;
l 輸入電壓:24VDC;
l 運(yùn)行環(huán)境溫度:-25-70℃;
l 運(yùn)行環(huán)境溫度:95%,允許短時(shí)間結(jié)露;
l 測(cè)量精度:±1%;
l 分辨率:16bit;
l 最大開(kāi)閉能力:AC250V,2A(感性負(fù)載COSФ=1);
l 輸出電纜最大長(zhǎng)度:600米(無(wú)屏蔽),1000米(屏蔽);
l 連接方式:拆卸式端子,防插錯(cuò)結(jié)構(gòu);
5.5 PLC需要的相關(guān)軟件及硬件滿足
l 可在Windows NT4.0,Windows 2000, Windows XP環(huán)境下運(yùn)行
l 兼容性:與Windows系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用軟件有良好的兼容性
l 通訊:可通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場(chǎng)總線,或其他通信標(biāo)準(zhǔn)接口與PLC通訊
l 主要功能:快速讀寫(xiě)各個(gè)控制器中數(shù)據(jù),圖形編輯器,報(bào)警記錄,報(bào)表管理器,用戶管理器,多種通訊通道(打印機(jī),DDE,OPC),標(biāo)準(zhǔn)接口(用于Windows ODBC/SOL,OLE,DDE,OPC應(yīng)用程序)
l 支持FINS命令,E-mail報(bào)警,FTP等管理功能
l 支持在線編輯等功能,方便管理和調(diào)試
l 控制點(diǎn)數(shù):不低于128K
l 數(shù)據(jù)記錄:大于40000
l 語(yǔ)言:中、英文