本發(fā)明涉及隧道監(jiān)控，尤其涉及一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)高速路網(wǎng)規(guī)模日漸龐大，這對(duì)隧道工程機(jī)電系統(tǒng)的監(jiān)控管理提出更高要求。智能自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了隧道控制系統(tǒng)的高效智能化發(fā)展，特別是plc技術(shù)及其io外設(shè)技術(shù)的應(yīng)用，保障了高速公路隧道安全運(yùn)輸。

2、常規(guī)的高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)主要由通風(fēng)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)極調(diào)光系統(tǒng)等組成，隧道內(nèi)控制設(shè)備眾多且復(fù)雜。傳統(tǒng)對(duì)眾多機(jī)電系統(tǒng)監(jiān)控管理的隧道監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)方案其架構(gòu)主要包括三層，分別為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備層，數(shù)據(jù)集中處理層以及監(jiān)控中心管理層。其中現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備是被實(shí)際監(jiān)控的通風(fēng)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)組成設(shè)備，例如風(fēng)機(jī)、co/vi檢測(cè)器、交通信號(hào)燈以及車(chē)道指示器等，監(jiān)控中心管理層主要設(shè)備為監(jiān)控計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)隧道機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控，數(shù)據(jù)集中處理層處于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備層和監(jiān)控中心管理層中間，其主要設(shè)備為plc等控制器，是將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備數(shù)據(jù)以及監(jiān)控中心管理數(shù)據(jù)匯聚并做相應(yīng)處理，從而將監(jiān)控中心發(fā)送的指令向現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備層發(fā)送和將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備狀態(tài)反饋給監(jiān)控中心。然而采用傳統(tǒng)的plc控制系統(tǒng)方案，利用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)時(shí)接線復(fù)雜，施工難度大，而且不能將所有系統(tǒng)很好的聯(lián)動(dòng)起來(lái)控制，后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)困難，增加維護(hù)成本。此外，plc控制系統(tǒng)為集中式控制，當(dāng)plc出現(xiàn)故障時(shí)，將會(huì)影響整片區(qū)域的控制，可靠性和可擴(kuò)展性能低下，不滿足日益增多的隧道控制設(shè)備接入與控制要求。

3、隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸開(kāi)始采用測(cè)控執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制，但也只是在一定程度上緩解plc應(yīng)用上的難點(diǎn)，并不能很好的解決眾多設(shè)備控制以及各個(gè)系統(tǒng)間的互聯(lián)互通問(wèn)題。因此，需要一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，解決背景技術(shù)中提到的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)是將單片機(jī)技術(shù)、交換機(jī)技術(shù)以及io技術(shù)融合使用在高速公路隧道監(jiān)控中，可接入高速公路隧道各機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備控制的同時(shí)構(gòu)建各系統(tǒng)相互連接關(guān)系，最終將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)隧道設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控，提高隧道監(jiān)控系統(tǒng)的功能價(jià)值，還可以加強(qiáng)高速公路隧道監(jiān)控的安全性與有效性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)端監(jiān)控中心、區(qū)域控制器、以太網(wǎng)交換機(jī)和分布式控制器，遠(yuǎn)端監(jiān)控中心與以太網(wǎng)交換機(jī)連接，區(qū)域控制器與以太網(wǎng)交換機(jī)連接，分布式控制器相互連接形成環(huán)網(wǎng)接入以太網(wǎng)交換機(jī)，分布式控制器連接有隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備。

4、進(jìn)一步地，區(qū)域控制器設(shè)置在隧道洞口變電房?jī)?nèi)或同時(shí)在隧道洞口變電房和隧道內(nèi)間隔布置，分布式控制器設(shè)置在隧道內(nèi)，從區(qū)域控制器處往隧道內(nèi)鋪設(shè)光通信管道，將隧道內(nèi)分布式控制器級(jí)聯(lián)起來(lái)形成光纖冗余環(huán)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)。

5、進(jìn)一步地，區(qū)域控制器向隧道機(jī)電子系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送控制指令以及接收隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)反饋信息，遠(yuǎn)端監(jiān)控中心通過(guò)光通信鏈路訪問(wèn)并控制隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備，通過(guò)訪問(wèn)區(qū)域控制器的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)或通過(guò)直接訪問(wèn)分布式控制器的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備控制。

6、進(jìn)一步地，分布式控制器包括主控單元、無(wú)線通訊單元、狀態(tài)顯示單元、交換機(jī)控制單元、rs485通訊單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、電路轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號(hào)檢測(cè)單元，主控單元分別與無(wú)線通訊單元、狀態(tài)顯示單元、交換機(jī)控制單元、rs485通訊單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、電路轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號(hào)檢測(cè)單元連接。

7、進(jìn)一步地，rs485通訊單元連接有rs485接入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接有模擬量接入端，電路轉(zhuǎn)換單元連接有io輸出端，數(shù)字信號(hào)檢測(cè)單元連接有io輸入端。

8、進(jìn)一步地，主控單元連接有電源輸入端，且電源輸入端分別與狀態(tài)顯示單元和交換機(jī)控制單元連接。

9、進(jìn)一步地，交換機(jī)控制單元分別連接有電通信接入端和光通信接入端，電通信接入端和光通信接入端分別與不同的隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備連接。

10、進(jìn)一步地，隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)置在在隧道內(nèi)，隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備包括通風(fēng)系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)和調(diào)光系統(tǒng)。

11、本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

12、本發(fā)明采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)是單片機(jī)技術(shù)、交換機(jī)技術(shù)以及io技術(shù)的融合，具有可靠性高和可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，使用在高速公路隧道監(jiān)控中對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)等隧道設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也可接入消防系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)極調(diào)光系統(tǒng)等子系統(tǒng)，通過(guò)光纖冗余環(huán)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建各系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的控制，即使鏈路某處出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)切換通信鏈路，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；最終數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)隧道系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控，推進(jìn)隧道控制系統(tǒng)高效智能化發(fā)展，保障高速公路隧道控制的安全性與有效性。

技術(shù)特征：

1.一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，其特征在于：包括遠(yuǎn)端監(jiān)控中心、區(qū)域控制器、以太網(wǎng)交換機(jī)和分布式控制器，遠(yuǎn)端監(jiān)控中心與以太網(wǎng)交換機(jī)連接，區(qū)域控制器與以太網(wǎng)交換機(jī)連接，分布式控制器相互連接形成環(huán)網(wǎng)接入以太網(wǎng)交換機(jī)，分布式控制器連接有隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，其特征在于：區(qū)域控制器設(shè)置在隧道洞口變電房?jī)?nèi)或同時(shí)在隧道洞口變電房和隧道內(nèi)間隔布置，分布式控制器設(shè)置在隧道內(nèi)，從區(qū)域控制器處往隧道內(nèi)鋪設(shè)光通信管道，將隧道內(nèi)分布式控制器級(jí)聯(lián)起來(lái)形成光纖冗余環(huán)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，其特征在于：通過(guò)區(qū)域控制器向隧道機(jī)電子系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送控制指令以及接收隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)反饋信息；遠(yuǎn)端監(jiān)控中心通過(guò)光通信鏈路訪問(wèn)并控制隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備，通過(guò)訪問(wèn)區(qū)域控制器的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)或通過(guò)直接訪問(wèn)分布式控制器的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，其特征在于：分布式控制器包括主控單元、無(wú)線通訊單元、狀態(tài)顯示單元、交換機(jī)控制單元、rs485通訊單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、電路轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號(hào)檢測(cè)單元，主控單元分別與無(wú)線通訊單元、狀態(tài)顯示單元、交換機(jī)控制單元、rs485通訊單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、電路轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號(hào)檢測(cè)單元連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，其特征在于：rs485通訊單元連接有rs485接入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接有模擬量接入端，電路轉(zhuǎn)換單元連接有io輸出端，數(shù)字信號(hào)檢測(cè)單元連接有io輸入端。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，其特征在于：主控單元連接有電源輸入端，且電源輸入端分別與狀態(tài)顯示單元和交換機(jī)控制單元連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，其特征在于：交換機(jī)控制單元分別連接有電通信接入端和光通信接入端，電通信接入端和光通信接入端分別與不同的隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，其特征在于：隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)置在在隧道內(nèi)，隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備包括通風(fēng)系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)和調(diào)光系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)，屬于隧道監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，包括遠(yuǎn)端監(jiān)控中心、區(qū)域控制器、以太網(wǎng)交換機(jī)和分布式控制器，遠(yuǎn)端監(jiān)控中心與以太網(wǎng)交換機(jī)連接，區(qū)域控制器與以太網(wǎng)交換機(jī)連接，分布式控制器相互連接形成環(huán)網(wǎng)接入以太網(wǎng)交換機(jī)，分布式控制器連接有隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備。本發(fā)明采用分布式控制器的隧道區(qū)域控制系統(tǒng)是將單片機(jī)技術(shù)、交換機(jī)技術(shù)以及IO技術(shù)融合使用在高速公路隧道監(jiān)控中，可接入高速公路隧道各機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備控制的同時(shí)構(gòu)建各系統(tǒng)相互連接關(guān)系，最終將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)隧道設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控，提高隧道監(jiān)控系統(tǒng)的功能價(jià)值，還可以加強(qiáng)高速公路隧道監(jiān)控的安全性與有效性。

技術(shù)研發(fā)人員：曾夏明,朱其義,譚鄧宏,李永貴,韋英倫,吳壯松,許益鎮(zhèn),陸全方,蔣致和,梁松,王清林,農(nóng)小碟,黃海峰,陸作沛,楊品升
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西交科集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14