重慶上界高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)實施案例

　　上界高速公路全線長22.7公里，全線雙向六車道，是重慶外環(huán)線的一段，路線起于成渝高速公路上橋互通，止于界石，共有5座互通式立交、1座特大橋馬桑溪大橋以及小泉、吉慶兩條隧道。全線設1個監(jiān)控中心、若干外場監(jiān)控點、一個隧道監(jiān)控站。
　　
　　上界高速公路的兩座隧道中，小泉隧道長935m，雙向雙洞；吉慶隧道長1150m，雙向雙洞。兩座隧道共用一個隧道現(xiàn)場控制室，現(xiàn)場控制室位于吉慶隧道出口外兩線間。整個監(jiān)控系統(tǒng)由中心計算機系統(tǒng)、隧道現(xiàn)場控制系統(tǒng)、隧道檢測與控制設備、隧道有線廣播系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、緊急系統(tǒng)、路段外場監(jiān)控設備以及監(jiān)控系統(tǒng)軟件構(gòu)成。現(xiàn)場控制計算機通過交換機與監(jiān)控中心的以太網(wǎng)連接，并作為PLC網(wǎng)絡的上位機，負責與PLC網(wǎng)絡的通訊。經(jīng)過優(yōu)化設計，系統(tǒng)采用PROFIBUS冗余光纖環(huán)網(wǎng)，可實現(xiàn)網(wǎng)絡故障的自愈。
　　
　　現(xiàn)場檢測與控制系統(tǒng)的方案采用德國西門子公司的全集成自動化技術，以滿足監(jiān)控系統(tǒng)的*性、可靠性、經(jīng)濟性等諸方面要求，其優(yōu)點包括：
　　
　　·S7系列PLC具有高度的IT集成性和良好的開放性
　　
　　·PROFIBUS現(xiàn)場總線能輕松實現(xiàn)拓撲結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)功能
　　
　　·RIO可輕易擴展RS232、RS485、RS422等通訊接口
　　
　　·基于標準的PLC及其網(wǎng)絡的組態(tài)、編程軟件STEP7
　　
　　·上位監(jiān)控軟件WINCC提供了基于標準的統(tǒng)一、開放的數(shù)據(jù)庫接口
　　
　　·PROFIBUS冗余光環(huán)組網(wǎng)距離可達90公里，站點距可達15公里，傳輸速率達12M/s；在本項目中，輕易可在雙環(huán)光纜上掛接14個光中繼器。可以實現(xiàn)優(yōu)化方案將區(qū)域控制器和RIO全部接入光纜的要求
　　
　　·西門子的PROFIBUS已被中國機械工業(yè)聯(lián)合會確認為中華人民共和國機械行業(yè)標準：國標JB/T10308.32001,發(fā)布日期：2001年11月2日，正式執(zhí)行日期為：2002年3月1日
　　
　　區(qū)域控制器LC0由西門子（SIEMENS）提供的S7-400系列PLC及相關附屬器件構(gòu)成，作為PROFIBUS現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)主站，不但監(jiān)控相關機電設備，而且傳遞其他區(qū)域控制器（LC1-LC13）的數(shù)據(jù)，負責與現(xiàn)場監(jiān)控工作站交換數(shù)據(jù)。隧道內(nèi)共設13臺區(qū)域控制器（LC1-LC13），根據(jù)就近原則負責一定范圍內(nèi)的機電設備的監(jiān)測控制。現(xiàn)場工作站運行WINCC，為現(xiàn)場操作人員提供人機界面并與PLC主控制柜LC0交換數(shù)據(jù)。
　　
　　根據(jù)我們優(yōu)化過的設計路線，我們采用區(qū)域控制器和遠程I/O全部接入PROFIBUS冗余光纖環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這樣不但能夠簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和布線，也會提高系統(tǒng)的可靠性并降低系統(tǒng)的維護費用。
　　
　　重慶上界高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)已設計安裝完成，并于2003年9月1日投入試運行。測試結(jié)果和試運行情況表明,該監(jiān)控系統(tǒng)設計合理，方案得當，所選器件安全可靠，系統(tǒng)具有很好的可靠性、*性、易用性和開放性，*了業(yè)主的需求。