分布式控制器在高速隧道信号灯监控平台的应用

董丹娜，刘启兵，黄小龙，许祥杰

（浙江中控技术股份有限公司，杭州310053）

随着交通越来越发达，高速隧道也逐年增加，照明系统显得越发重要，照明系统不单单承担照明的工作，还增加了其他重要性，主要有3 个方面：①满足交通安全的隧道照明亮度；②实现隧道照明的智能控制；③减少隧道照明的电能消耗[1]。

本文主要详细分解隧道照明的需求，针对隧道照明系统需求，详细说明分布式控制器在隧道照明系统中的应用。

1 分布式控制器应用

1.1 分布式控制器功能

分布式控制器如图1 所示，控制器具有控制运算、数据采集和通讯处理等功能。

图1 分布式控制器图Fig.1 Distributed controller

控制功能基于优先级的多任务调度功能，并且支持1 个主任务、3 个周期任务、1 个事件任务，1个启动任务； 支持最大128 幅用户程序； 提供IEC61131-3 标准功能块以及其它常用功能块；支持自定义功能块。

组态功能支持离线/在线下载组态，支持断点续传功能，支持组态上载功能。

Web 控制功能支持通过Web 方式查看信号灯状态，支持在网页上配置信号灯模式。

工作模式可更改可通过旋转拨码，选择控制器的工作模式、恢复组态初值、恢复出厂设置。

掉电保持功能支持自定义位号和功能块位号掉电保持功能，且自定义位号可组态配置。

通用IO 功能自带IO 通道，前1～6 通道支持复用，可通过组态配置为DI/DO/AI/AO，点点配置；后12 通道支持DI/DO 配置。

故障诊断功能支持上电自检和实时诊断功能、 使用看门狗技术对用户任务进行异常看护、支持对自带的I/O 进行诊断、支持任务负荷诊断、支持基本设备故障诊断、支持实时输入数据断线诊断。

分析了学区房、地铁以及房子的经纬度(主要是为了研究南北东西朝向等)对房价的影响后，我们看看房价总体的走势和成交量。以下三个部分都将围绕房价和成交量的走势数据进行模型的建立和数据的分析。

系统网络结构如图2 所示。

图2 系统网络结构图Fig.2 System network structure diagram

1.2 高速隧道信号灯需求

隧道照明检测控制系统，包括亮度检测仪、照明控制器、隧道照明控制屏、照明控制计算机等和相应的辅助控制设施组成的一整套自动控制装置。

照明检测控制系统结合机电系统总体控制方案采用可编程控制器进行分散控制，通过双环光缆冗余工业总线和中央控制系统相连，达到总体的控制、协调和连锁。

照明设施在各变电所内设置配电屏，满足隧道对白天、晚上不同亮度情况下的照明控制和应急照明灯的控制要求。各照明回路的控制与检测、照度仪直接接入照明检测控制系统[2]。

照明按分回路实现分级自动控制（保留手动控制功能），采用安装于洞口的亮度检测仪作传感器确定白天洞口亮度从而调节洞口加强段照明回路，达到节能目的。此外，还必须对照明工况实行监控。

一般情况下高速隧道信号控制主要技术指标如下：

（2）调光按虚拟回路实现，确保各照明分段平滑过渡，虚拟回路设置按《公路隧道交通工程与附属设施设计规范》要求，至少需要包含：入口段照明、过渡段照明、中间段照明、出口段照明。

（3）具备多种调光方式：单灯控制、虚拟回路控制（指定多只灯具）、全部控制（485 线路上全部灯具），支持场景调光模式。

（4）控制主机提供多种LED 灯具调光驱动方式：485 总线调光、PWM 信号调光、0～10 电压调光，对LED 灯具可进行从0%～100%无级调光，调光反应速度不能大于1 s；

（5）控制主机采用模块化设计，各部件故障不影响整体系统使用；预设异常处理机制：当主机通信出现异常情况，如总控器材出现故障等、主服务器无法访问等，在规定的时间内放弃调光，灯具全部，并输出报警信号。

（6）灯具运行状态采集功能，能将节点单灯上的工作情况数据信息回传，采集停息至少包括：工作电流、电压、功率、灯具损坏等数据信息。

（7）提供回路控制功能，根据24 节气的日出日落时间，自动控制回路开关；

（8）控制主机提供多种运行方式和对应通信接口：远程调光模式、时控模式、手动模式。

（9）调光参数冗余备份设计，洞外亮度、车流量等关键调光参数，提供1+1 冗余备份设计，通过合理的加权平均，保证调光参数的准确可靠。

（10）提供全方位保护设计：短路保护、过压保护、过温保护、防雷保护、防雾凝设计[3]。

1.3 应用说明

如图3 所示为分布式控制器web 端的页面显示。

主界面功能说明如下：

（1）模式设置：手动、时序模式、紧急模式、智能模式；

（2）灯亮度：显示当前调光值，在手动模式下，点击可对亮度进行调节，调节范围为0～100；

（3）当前隧道的名称和时间；

图3 Web 页面图Fig.3 Web page diagram

（4）系统诊断：基本设备诊断、灯状态诊断、IO诊断等；

（5）分段模式：入口段照明、过渡段照明、中间段照明、出口段照明分开控制[4]。

2 结语

分布式控制器满足常规高速隧道控灯系统的应用，且具有良好可扩展性，可扩展的灯数能满足大部分应用场景。

通过web 页面在线调试和配置整个隧道灯模式，并且具有诊断功能，能快速确定故障原因。在保证系统可靠性高，运行高效稳定的情况下，该分布式控制器使用方便，入门门槛低，通过简单的培训，即可快速掌握，非常适合高速隧道信号灯监控场景。