前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的PLC在高速公路隧道监控系统中运用，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：在社会经济发展的背景下，国内高速公路数量不断增加，为确保交通运输安全，plc逐渐被应用于高速公路隧道监控系统之中，并取得了良好的效果。本文以PLC在高速公路隧道监控系统中的应用为研究内容，首先介绍PLC在高速公路隧道监控系统中的应用实例，然后分析PLC系统的组成和实现的功能，最后研究PLC系统的编程，希望为相关行业提供借鉴。
关键词：PLC；高速公路；监控系统
在道路交通中，高速公路隧道属于管理重难点，在高速公路数量增加的同时，隧道数量也持续增加，我国虽然拥有广阔的疆域，但地域环境却极为复杂，在交通管理方面十分依赖监控系统。在这一背景下，高速公路隧道监控系统是否具备经济稳定性、可开发拓展性和先进性成为了有关部门关注的重点。而PLC的应用，则有助于上述目标的实现。因此对此项课题进行研究，其意义十分重大。
1PLC在高速公路隧道监控系统中的应用实例
南方某地区的高速公路是国家规划的重点线路，连接众多省市地区，本工程的修建标准为山岭重丘区高速公路标准，拥有四个车道，设计时速为每小时80km，总长度为141km，公路沿线的立交桥数量为10座，同时还有8条长度超过1km的隧道以及5条长度小于1km的隧道，隧道总长度为20km，因此，在该条高速公路中，隧道监控系统在全线监控中具有举足轻重的地位。在查阅资料后得知，8条长隧道均设置了完整的监控系统，该系统由诸多子系统组成，如通风照明、隧道广播、供配电等。其中，PLC在其中负责采集和发布隧道内的各类信息，包括交通监控信息、供配电信息和通风照明信息。
2PLC系统概述
案例高速公路所采用的PLC数量多达78套，这些PLC组成了冗余令牌环网的控制系统。该系统能够为PLC和上位机之间的自动数据连接提供支持，同时，还能传送可编程数据，其应用有助于提高数据传输效率和质量。
2.1PLC系统的组成
每个隧道中设置的PLC会组成光纤冗余令牌环网，这里所说的PLC分别位于隧道的左右两端，每个令牌环网均属于独立的控制系统，并不会互相影响。主控PLC与监控设备内的PLC，会通过Hostlink相连接，同时，还能基于以太网达成数据交换的目的。位于监控室内的主控PLC，会连接一块触摸屏，并以MODEM为媒介连接监控分部的触摸屏，最终构成一个监控网络。
2.2PLC系统应用实现的功能
PLC应用实现的功能如下所述：（1）对所在区域的检测设备所获取的信息进行采集，目前，在高速公路隧道监控系统中应用的检测设备主要以能见度、CO、车辆和透过率检测器为主。（2）预处理采集信息。以CO检测信息为例，在正常状况下，高速公路隧道中CO浓度普遍为150～250ppm，这个浓度属于允许浓度。但在交通堵塞的情况下，平均车速可能会下降到每小时10km，假设堵塞时间为小于20min，隧道内的CO浓度允许值会上升到300ppm，此时，PLC控制系统就会自动开启通风装置，通过这种方式，使隧道内CO浓度值下降。隧道内对正常风速的要求为每秒10m，本地单元需要对这个数值进行储存。简言之，就是隧道监控系统内的PLC会处理存储单元内的各项信息，并向服务器上传处理后的信息。（3）PLC程序可以响应工业计算机所下发的控制命令，包括照明开关控制、通风设备启动和停止等，与此同时，还能对比命令与设备运行状态，并在此基础上，针对下端设备发出控制指令，从而实现对这些设备的有效控制。（4）本地控制器具有两种控制模式，分别是手动控制和自动控制，手动控制主要是指工作人员利用触摸屏替代自动控制。这种控制方式需要在通信中断的情况下使用。（5）具有程序存储功能，多个常用和特殊程序的存储，有助于应对安全事故。如在发生交通事故时，PLC程序会通过下达控制指令的方式，对交通信号灯进行调整，并发出报警信息。
3PLC系统的编程
3.1交通控制
在PLC系统编程中，交通控制程序的重要性不言而喻，该程序的主要功能是信息读取、数据上传和控制功能。具体表现为，对车辆检测装置、车道指示标志和情报板状态信息进行读取，然后向上位机传递这些数据，同时将上位机设定好的交通模式作为依据，对上述装置进行控制。如果高速公路隧道中发生交通事故，交通控制程序还会发出报警信号。此外，还具有定期校时功能，确保监控系统内全部车辆检测器的时间保持一致。以交通信号灯和车道指示标志状态控制为例，其控制可以分为三级，如下所述：第一，监控分中心控制：控制方式为两种，分别是自动和手动控制，其中自动控制是指由上位机发出控制指令，而手动控制由人工借助上位机和触摸屏实现对上述装置的远程控制。第二，隧道监控室控制：主要控制方式为手动控制。第三，现场设备：控制方式与隧道监控室相同。
3.2通风控制
这个程序能够将各种检测装置所检测的数据作为依据，对风机的运行状态进行控制，在节能的基础上，延长风机的使用寿命。此外，在发生火灾事故后，通风控制程序还能将火灾发生地点作为依据，及时开启所在地的风机，降低火灾现场的烟雾浓度，保证出行人员和隧道的安全。以案例工程的通风控制程序为例，该程序控制风机的依据包括以下数据：第一，透光率；第二，交通量数据；第三，CO浓度数据，在接收到这些数据后，通风控制程序就会对风机的运行时间、风向和开启数量进行控制。与传统的通风控制程序相比，基于PLC的通风控制程序，对风机的控制效果较为显著，能够控制风机的转动方式和启停时间，在这一过程中，还能显示每台风机当前所处的状态，并向上位机传递。此外，还具有自动统计功能，根据统计结果，合理启停风机，简言之，就是在启动风机时，优先选择运行时间短的风机，实现平衡各台风机的工作时间，延长风机整体使用寿命的目的。通风控制子系统的控制方式可以分为四级，如表1所示。在一般情况下，位于隧道变电所内的风机控制转换开关的设置以自动为主，简言之，就是风机由监控分中心自动控制。若控制系统出现故障，需要将主系统控制切换为子系统控制，以保持控制效果。在维修和测试风机和子系统时，应该将控制模式切换为通风机开关箱手动控制方式。风机控制模式包括两种，第一种是在特殊情况下选用某种预先编制的控制程序，在由人工确认的基础上，自动控制风机的运行；第二种是对比CO和透光率检测器所获取的数据和标准值，依据对比结果，实现对风机运转的有效调节。
3.3变电站监视控制
在高速公路隧道监控系统中应用PLC，可以实现监视变电站当前运行状态的目的。其原理如下所述：PLC可以监视高压电源、低压总开关、各段低压母线、总信号、发电机信号和是否存在故障，然后向监控分中心上传这些数据信息，如果存在故障信号，监视分中心会自动告警。此外，PLC还能将变电站电源状况作为依据，对风机系统加以控制。
3.4照明控制
在高速公路隧道监控系统中，照明控制程序极为关键，与交通安全息息相关。而基于PLC的照明控制程序，能够依据各种信息数据，对照明系统进行有效控制。从而实现节能运行和保护行车安全的目的，与此同时，还可以监视隧道内照明设备当前的状态。这里所说的信息数据主要是指洞内光照强度、洞外光照强度、交通量和天气状况。基于PLC的照明控制程序，在发现隧道内存在不亮或亮度不足的灯具时会进行报警，简言之，就是利用光强检测仪对灯具光强数据进行检测，并对比设定值，如果灯具光强低于设定值，就会通知维护部门及时检修或更换。以本文所研究的监控系统为例，在自动控制模式下，如果发生火灾，PLC在接收监控系统所发出的指令后，会开启隧道内的全部灯具。在自动和远程控制模式下，任何时间内，都能保证至少有一路的照明灯具开启。这个隧道的照明控制方式主要包括三种，分别为自动控制、远程控制和人工控制。其中，照明系统可以自行完成自动控制和人工控制，监控系统在配合照明系统后可以完成远程控制。在控制完成后，照明系统会向监控系统传递控制状态信号。
4结语
综上所述，在高速公路隧道数量不断增加的背景下，如何管理隧道，保证行车安全成为了交管部门关注的重点。本文在研究后发现，高速公路隧道的环境较为恶劣，因此，应用PLC能取得良好的效果，这种监控方式，可以使工业计算机和PLC的优势充分发挥，具体表现为在工业计算机强度计算能力的支持下，PLC在现场控制中的灵活性会有效实现。但PLC技术的作用不仅于此，有关部门应加强研究力度，完善监控系统的功能。
参考文献：
[1]赵学武,吴学文,郭爱涛等.PLC在高速公路隧道监控系统中的应用[J].工程技术研究,2021,6(01):65-66.
[2]武文天.PLC在高速公路隧道监控系统中的实践分析[J].无线互联科技,2020,17(04):56-57.
作者：贺俊华 单位：中交四航局江门航通船业有限公司