基于PLC隧道照明控制系統(tǒng)設計簡述

1、基于PLC的隧道照明控制系統(tǒng)設計摘要：隨著目前我國山區(qū)的飛速發(fā)展，修建公路隧道逐漸受到廣泛的重視。隧道是否可以正常運作與隧道照明系統(tǒng)之間有著很直接的聯(lián)系，傳統(tǒng)意義上的隧道照明控制系統(tǒng)有著不足之處，這些缺陷在某種程度上大大地引起了電能資源的浪費，同時照明的均勻度不夠，已經(jīng)成為危害行車安全的直接影響因素。所以，實現(xiàn)隧道照明控制系統(tǒng)具有重要的理論意義和實踐意義。本文主要是介紹了系統(tǒng)的硬件部分與軟件部分，其中軟件部分具體從上位機調(diào)試軟件模塊、分支程序控制模塊以及單個回路燈調(diào)光模塊進行了設計說明。關鍵字：隧道照明控制隧道PLC1 研究背景及意義我國具有豐富的土地資源，綿延的山包裹著祖國大地，我國有很多地

2、區(qū)遍布山地或者重丘，在這種地區(qū)下行駛車輛，對于人們的生命安全以及財產(chǎn)安全來說都是很大的隱患，面對復雜的地理因素，建設公路隧道的工程在不斷地增加，這是由于它的很多優(yōu)點，公路隧道可以解決高程障礙、減少行車的時間以及行車的里程。特別是這些年以來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，建設公路的規(guī)模逐漸增強，在目前的隧道發(fā)展成就上，我國已經(jīng)排在世界的前列。隧道是高速公路中一段獨特的路段，當車輛進入到隧道里面的時候人就會被一些視覺現(xiàn)象影響。這是因為隧道環(huán)境是封閉的，而且隧道的高度是受到限制的，隧道的側(cè)向凈寬空間不是很大，隧道外面的光照強度要強于隧道里面的光度。當車輛進入到隧道里面的時候，駕駛員就會看到“黑洞現(xiàn)象”，而

3、這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是由于人眼是從光強的地方進入到光度比較弱的地方，這個過程我們的眼睛需要有一個適應的過程，當適應后才可以看到隧道里面的畫面。從隧道里面出來的時候，司機就會看到“白洞現(xiàn)象”，其產(chǎn)生的原因則與“黑洞現(xiàn)象”相反，由于人眼從光弱的地方進入到光比較強的地方的時候，眼睛會產(chǎn)生眩光的現(xiàn)象。在隧道的中間過程中，車輛排出的霧氣經(jīng)過車燈的照射下從而形成了所謂的物理現(xiàn)象散射現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會對隧道里面的可見度產(chǎn)生很大影響，從而司機的的視線就會被影響。所以將照明設備安裝在隧道里面，可以給人以很好的視覺環(huán)境，車輛在隧道中行駛的時候就可以獲得安全保障。2 系統(tǒng)硬件設計在工業(yè)控制設計的過程中，如果自動化控制系

4、統(tǒng)很復雜的話，那么該系統(tǒng)就會運用到有組織的控制系統(tǒng)架構(gòu)中。其中控制系統(tǒng)架構(gòu)是由幾個方面組成的，分別為：人機界面、中間層以及底層的設備。其中人機界面是最高超的，而中間層的實現(xiàn)就要依賴PLC,也就是所謂的可編程邏輯控制器，底層的設備要借用到現(xiàn)場總線從而完成通訊。本文設計的隧道照明控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)組成包括了上位機、PLC以及現(xiàn)場其他控制設備。2.1隧道照明控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)根據(jù)研究分析了已有的隧道照明控制系統(tǒng)可以得出，雖然隧道照明控制系統(tǒng)選擇的技術(shù)以及方法有多種，但是目的都是一樣的。都是為了達到減少運營費用以及節(jié)省隧道照明的資源。本文設計的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。3 系統(tǒng)軟件設計3.1控制系統(tǒng)軟件結(jié)

5、構(gòu)隧道照明功能的實現(xiàn)需要各種硬件設備的參與，按照硬件系統(tǒng)的功能從而完成軟件模塊的設計實現(xiàn)，本文的軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。3.2上位機調(diào)試軟件模塊PLC隧道燈1隧道燈1隧道燈n單節(jié)點控制器單節(jié)點控制器Lcmw也kw網(wǎng)絡路控制器t視頻車輛檢測器亮度檢測器上位計算機單節(jié)點控制器單節(jié)點控制器回路控制冊m隧道燈圖1基于PLC的隧道照明控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖圖2控制系統(tǒng)的軟件總體結(jié)構(gòu)圖上傳信息軟件模塊結(jié)構(gòu)設讓審模塊結(jié)構(gòu)設計rIcsiPIfttxirTtpFL_IP192.iflB.ailPLC_Part時#El幵対堇極SJiJSff_肚M號it幵燈丨送甸功審eoLii鼠IL盤砒mm：I.建鄒仙繩|jdtE圖3上位

6、機調(diào)試軟件的可視化界面2FIGTFIK.1推1g-耳備毎店務鳥各ol04g備第特頁支室賈丈變文支丈s支s支勇舖離一疊更黒第壽第焉第蘇E號燈忙訂哄：號訂和號幻箱占燈薩行號訂云：號盯i.?.j=運話l.t謁譚詭轉(zhuǎn)徒別裁以辿戍舶攻77,疔辻血幕M梟巽賓-1E冥JK英壊J二拿三：.-:/;-1霍恃礙持待侍特蒔特待禱壓壓壓圧npBFT3VV204qMVVcr.cci-匸-h-T-eri引；土峠出4出rFF.出.開冶我申遲出功率創(chuàng)呼W【2送宣葷辜率xx豊#辜oo運遍光H.-JrJA-U?門-n505bsbHLyK55ii-1一汴釣一-TL:一.二Elm一圖4上位機的調(diào)試界面圖隧道照明控制系統(tǒng)起到指揮控制的

7、結(jié)構(gòu)是上位機，上位機也是系統(tǒng)的決策者。上位機系統(tǒng)實現(xiàn)了一個容易操作的控制頁面，通過界面技術(shù)人員能夠?qū)λ淼罒暨M行合理地管理。本文設計的上位機的目的是為了對實時數(shù)據(jù)進行采集的過程，通過這些數(shù)據(jù)從而對隧道里面的亮度進行判斷，如果燈光的亮度無法滿足，那么就需要提前運用算法，對采集的數(shù)據(jù)實現(xiàn)運算，最后現(xiàn)場控制的PLC就會接收到這些數(shù)據(jù)的計算結(jié)果，PLC會發(fā)出新的控制指令，按照需要實現(xiàn)控制的信息，把相關的控制信息給到現(xiàn)場的設備里面。按照功能的劃分可以將上位機調(diào)試軟件分為：燈具控制、參數(shù)配置、顯示界面。其中界面如圖3所示。配置參數(shù)中的參數(shù)具體包含了設定PLC的地址、設定上位機的波特率，以及PLC的連接模式、

8、通訊協(xié)議等。通訊協(xié)議的對象針對的是上下位機，通訊協(xié)議的目的是為了控制隧道的終端設備，根據(jù)這個協(xié)議從而能夠?qū)λ淼罒舻牧炼冗M行調(diào)整以及對其他設備進行控制，通過將通信協(xié)議數(shù)據(jù)返回，從而在界面上顯示出下位機采集的參數(shù)，便于管理系統(tǒng)。就需要按照相關的需求來對PLC下位機程序進行局部劃分設計。PLC的軟件模塊中給出了各個模塊之間的相關關系。3.4 分支程序控制模塊分支程序的主要功能是對接收到的數(shù)據(jù)進行判斷從而考慮下一個步驟，同時當步驟執(zhí)行結(jié)束后再返回主到程序。分支程序中的子路徑具體有很多。如果子路徑的執(zhí)行條件滿足了，那么就可以進入到子路徑中了。分支程序會根據(jù)控制信息中的關鍵位信息，以及書寫的順序，對子路徑

9、進行一一地判斷。3.5 單個回路燈調(diào)光3.3PLC軟件模塊下位機程序的設計需要應用到PLC，程序的設計如果要實現(xiàn)條理清晰，高可讀性，而且便于開發(fā)人員的進一步開發(fā)，那么本文設計的隧道照明的測試是根據(jù)燈6的控制從而對單個回路的調(diào)光進行模擬，打開燈7，將其他的燈關閉以及打開燈6及燈7之間的間隔時間，由于上位機無法對燈具實時情況進行檢測，因此支路0的0號燈中的電流以及電壓和調(diào)光率都是等于0。燈6以及燈7被打開的時候，因為啟動鈉燈所花費的時間會比較多，所以系統(tǒng)中所顯示出來的數(shù)據(jù)是第1支路中的燈6以及燈7，調(diào)光率數(shù)據(jù)顯示出來的是255，表明了正在開啟隧道燈。上位機的調(diào)試界面圖如圖4所示。結(jié)語：本文首先是進

10、行了對傳統(tǒng)隧道照明系統(tǒng)的缺點分析，根據(jù)隧道照明的特征，從而實現(xiàn)基于PLC的隧道照明控制系統(tǒng)。文章在結(jié)構(gòu)上先是進行了照明控制系統(tǒng)的硬件設計，其控制系統(tǒng)的組成分為PLC、上位機以及其他現(xiàn)場設備等。接著進行了系統(tǒng)的軟件設計，主要是圍繞著PLC軟件控制模塊進行設計，基于各模塊功能的分析，本文設計了多個軟件模塊的設計流程圖，同時具體闡述了上下位機及下位機。參考文獻：1 GAOLei,高磊，YUYou-ling,等.基于CAN總線的道路照明控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)C/全國工業(yè)控制計算機年會.2012:66-702 E.B.Priyanka,C.Maheswari,B.Meenakshipriya.PARAMET

11、ERMONITORINGANDCONTROLDURINGPETROLTRANSPORTATIONUSINGPLCBASEDPIDCONTROLLERJ.JournalofAppliedResearchandTechnology,20163 BorjaFernandezAdiego,DanielDarvas,Jean-CharlesTournier,EnriqueBlancoViuela,VictorM.GonzalezSuarez.BringingAutomatedModelCheckingtoPLCProgramDevelopmentACERNCaseStudyJ.IFACProceedingsVolumes,2014,4724 BorjaFernandezAdiego,DanielDarva