八達嶺隧道群位于八達嶺高速公路55公里處,主要由潭峪溝、八達嶺、居庸關(guān)等隧道組成。于1998年建成通車(chē),經(jīng)過(guò)多年的運營(yíng),原系統許多功能或者不能修復或者不能滿(mǎn)足使用要求,所以要對其進(jìn)行改造。此次改造主要是針對監控系統的改造:包括RTU(區域控制器)設計和監控中心軟件設計開(kāi)發(fā),其中上位監控軟件主要采用組態(tài)王6.51開(kāi)發(fā),區域控制器主要采用歐姆龍CS1系列PLC,系統最終達到良好的效果。
此項目是北京市八達嶺高速公路中居庸關(guān)隧道監控部分,此項目主要采用歐姆龍CS系列PLC,全部通過(guò)以太網(wǎng)連接PLC監控紅綠燈、風(fēng)機、路燈、情報板顯示。上位機監控采用kingview6.51以及kingview6.51 NE TView版本完成對隧道內設備照明,通風(fēng),消防,交通,供配電等系統的監控,并對運行設備進(jìn)行監控,保證對隧道內設備的正確調度,保證隧道安全通暢。
硬件設備
主要是歐姆龍CS系列PLC。
PLC監控紅綠燈、風(fēng)機、路燈、情報板顯示。
組態(tài)軟件
上位機監控采用 Kingview 通用版:3套Kingview6.51、2套kingview 6.51NETView。
隧道監控軟件采用組態(tài)王Netview軟件開(kāi)發(fā),組態(tài)為客戶(hù)端軟件??蛻?hù)端所有數據信息都來(lái)自于通信服務(wù)器軟件,所有控制都先傳到通信服務(wù)器,再由通信服務(wù)器下發(fā)到PLC,地圖屏等設備,通信服務(wù)器管理軟件同時(shí)把需要記錄的信息存入數據庫。
系統結構
系統采用Controller Link工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng),是典型的四級控制系統,即現場(chǎng)設備層、現場(chǎng)控制層、中心控制層、上級管理層。
現場(chǎng)設備層:主要包括執行機構交通燈、風(fēng)機、照明和CO、能見(jiàn)度傳感器等。
現場(chǎng)控制層:由OMRON CS1系列可編程控制器組成,稱(chēng)為區域控制器,區域控制器之間通過(guò)Controller Link工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)組成冗余光纖環(huán)網(wǎng)。
中心控制層: 雙擊熱備服務(wù)器(2套Kingview6.51)、通信計算機(1套Kingview6.51)和兩臺監控計算機(2套kingview 6.51NETView)組成。
上級管理層:由監控總中心數據服務(wù)器和終端計算機組成,可以進(jìn)行web發(fā)布。在北京清河建立遠程監控中心站,使用組態(tài)王6.51WEB版本實(shí)現。
隧道監控系統軟件結構:
系統軟件采用C/S架構,隧道監控系統軟件按照功能劃分為通信服務(wù)器軟件、信息處理軟件、隧道監控軟件、緊急電話(huà)處理軟件、CCTV控制軟件和外系統電力監控軟件、火災報警軟件。 本次設計,數據庫采用SQL Server2000 ,其中隧道監控軟件、通信服務(wù)器軟件、信息處理軟件、電力監控軟件等采用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)。
軟件系統邏輯圖如下:
隧道群包括一個(gè)特長(cháng)隧道和兩個(gè)中長(cháng)隧道,控制總點(diǎn)數大于2600點(diǎn),數據交互大且頻繁。經(jīng)過(guò)對系統的分析,我們采用C/S組態(tài)網(wǎng)絡(luò )結構,所有數據采集與控制(包括地圖屏顯示控制)都先集中于一臺通信工作站,工作站服務(wù)器通信管理軟件采用組態(tài)王無(wú)限點(diǎn)運行版組態(tài)。該服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò )配置中設置為I/O服務(wù)器、登錄服務(wù)器、報警服務(wù)器、歷史記錄服務(wù)器。配置如下圖所示。

整個(gè)系統開(kāi)發(fā)完成后可以實(shí)現以下功能:
1. 通過(guò)現場(chǎng)設備層的車(chē)輛檢測器、能見(jiàn)度監測器、光強檢測器、風(fēng)速風(fēng)向檢測器等外場(chǎng)設備獲得交通動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數據、光強、風(fēng)速及風(fēng)機狀態(tài)等隧道環(huán)境相關(guān)信息和交通事件及火災報警等信息;
2. 參數設置:交通參數設置,照明控制參數設置,通風(fēng)系統控制參數設置,事件報警參數設置;
3. 交通燈、車(chē)道指示器、隧道限速標志、情報板控制及故障反饋;
4. 照明完全手動(dòng)、模式手動(dòng)、時(shí)序自動(dòng)、光強自動(dòng)控制;
5. 通風(fēng)手動(dòng)、模式手動(dòng)、事件自動(dòng)控制;
6. 火災報警聯(lián)動(dòng)、CO/VI超標預案控制;
7. 地圖屏顯示控制;
8. 車(chē)檢器、環(huán)境信息數據記錄、查詢(xún)、統計,報表預覽打印等。
9. 電力設備運行參數顯示,分合閘控制。
系統響應速度快,外部設備從控制指令下發(fā)、執行、狀態(tài)反饋到監控界面顯示小于200ms,地圖屏從指令下發(fā)到狀態(tài)顯示響應時(shí)間不超過(guò)1秒。此外, 采用組態(tài)軟件還可以更加逼真地大量采用圖形動(dòng)畫(huà)等形象的反映設備運行狀態(tài),與高級語(yǔ)言開(kāi)發(fā)相比容易的多。