隧道监控外场设备
1、区域控制器(PLC)
1)概述
隧道区域控制器系统完成隧道区段控制的功能。对外场设备进行小区域集中，在监控计算机和外场设备之间起上传下达的作用，以提高通信效率，加强本地手动控制功能。为了保证隧道监控组网的顺畅连接，考虑技术的先进性，隧道本地控制器系统的传输采用工业以太网光纤环网将隧道外场设备的数据传输到信息中心、梅河口区域监控中心。
2)工程范围
(1)隧道区域控制器系统运行包括生产、运输、安装、预调试、调试、测试、培训以及本产品的技术数据和手册等；
(2)隧道区域控制器包括：金属箱体、可编程控制器(PLC)控制软件、控制单元、处理单元、通讯接口、采集控制接口电路、具有数据防雷及电源防雷模块等组成：
(3)区域控制器配置触摸屏；
(4)区域控制器机柜内辅助设备及辅材；
(5)提供安装区域控制器所需的电力电缆及信号电缆；
(6)规范中没有规定，但对完成工程必须的材料及工作。
3)区域控制器布设
区域控制器安装在隧道内已预留的洞室内和隧道变电所内设置。
4)功能要求
(1)收集隧道区段设备检测的信息，包括光强检测仪、CO/VI检测仪及风向风速仪等外场设备；
(2)对收集信息进行予处理，并储存在本地的存储单元内；
(3)实时将存储单元中处理好的信息上传信息中心和区域监控中心计算机系统；
(4)接收信息中心和区域监控中心计算机的各种控制命令，将控制命令和设备运行状态比较后，发出对下端执行设备的控制指令。（如发给车道控制灯、交通信号灯、水泵、防火卷帘门等的指令）；
(5)可存储几个常用和特殊的程序，如照明、通风控制，交通事故处理程序等；
(6)具有自检功能；
(7)具有时钟存储器，能接受信息中心和区域监控中心的对时命令，自动和其保持时钟同步；
(8)其中与信息中心和区域监控中心直接相连的区域控制器(主控PLC)采用双CPU、双电源配置，其余现场区域控制器采用单CPU、双电源配置。
(9)区域控制器自身具有工作程序，并具有存贮功能，当监控计算机出现故障时，可独立控制所管辖的外场设备并进行数据存贮。
(10)设备给电力、消防等信息提供上传接口
5)网络组成
区域控制器要求选用同一品牌同一档次机型，以确保系统的兼容与稳定可靠。
①变电所智能控制器采用工业PLC为核心，配置继电器、熔断器等电气元件，以及相应的安装机柜组成。
主PLC技术要求：
◇变电所PLC要求采用双CPU、双电源冗余配置，以确保变电所控制系统的稳定可靠；
◇采用金属底板带总线的结构，便于模块的插拔更换：
◇CPU模块、开关量输入/输出容量、模拟量输入/输出容量均不少于控制功能所需的配置要求，并应留有10%的备份；
◇用户存贮器容量（字）应与I/O配置相适应，带存贮器插卡（盒），能适应宽温度变化；
◇控制容量不小于1280点，程序容量不小于60K步，数据容量不小于250K字；
◇高速的32位RISCCPU芯片，支持高速I/O运算、通讯控制、总线协调管理的并行处理。CPU模块提供的自带的大容量存储器，并可插卡扩展，支持采用Flash EPROM备份用户程序。
◇提供多种输入/输出模块，包括：开关量输入模块、开关量输出模块、开关量输入/输出混合模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、脉冲量输入模块、特殊功能模块等。
◇开关量输入：无源接点，拆卸式端子排，防插错结构。
◇开关量输出：继电器输出，触点容量≥2A(250VAC/30VDC)，拆卸式端子排，防插错结构。
◇模拟量输入：输入量程0～10V、4～20mA，精度：12位，拆卸式端子排，防插错结构。
◇开关量或模拟量输出模块均具有故障状态预设置功能，可确保在模块与CPU失去联系时，输出用户指定的安全值，保证系统设备和人员的安全。所有输入/输出模
块的配置均可通过软件完成。
◇串行接口：RS485，数量满足控制柜配置要求，串口要求具有协议宏等功能，以实现与第三方设备的无缝连接；
◇以太网总线通信接口：100BASE-T，标准RJ45接口，数量满足控制柜配置要求。
◇电源模块：PLC电源系统要求采用双电源配置，具有在线工作切换功能，切换工程中不影响PLC正常运行。电源：220AVC±15%，频率：50Hz±5%Hz。
◇环境要求：工作温度0～+55℃相对湿度：0～90%（无凝露）采用具有性能、高可靠、最好的兼容性和开放性。
◇PLC的所有模块的平均无故障工作时间(MTBF)均达到或超过10万小时，所有I/O模块、远程I/O模块、扩展通讯模块、以太网通讯模块均支持带电热插拔，确保高可靠性和高可维护性
◇控制柜技术要求：安装机柜采用标准19”机柜，保温机箱，机箱面板应有电源及设备工作正常或故障指示，机箱防腐、防潮，防护等级：IP65；包括光缆终端盒、尾纤及各种附件、辅材。
②隧道内现场控制器采用工业PLC为核心，配置继电器、熔断器等电气元件，以及相应的现场控制箱组成。
现场PLC技术要求：
◇隧道现场PLC要求采用双CPU、双电源冗余配置，以确保控制系统的稳定可靠；
◇采用金属底板带总线的结构，便于模块的插拔更换；
◇CPU模块、开关量输入/输出容量、模拟量输入/输出容量均不少于控制功能
所需的配置要求，并应留有10%的备份；
◇用户存贮器容量（字）应与I/O配置相适应，带存贮器插卡（盒），能适应宽温度变化；
◇控制容量不小于1280点，程序容量不小于30K步，数据容量不小于64K字；
◇高速的32位RISCCPU芯片，支持高速I/O运算、通讯控制、总线协调管理的并行处理。CPU模块提供的自带的大容量存储器，并可插卡扩展，支持采用Flash EPROM备份用户程序。
◇提供多种输入/输出模块，包括：开关量输入模块、开关量输出模块、开关量输入/输出混合模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、脉冲量输入模块、特殊功能模块等。
◇开关量输入：无源接点，拆卸式端子排，防插错结构。
◇开关量输出：继电器输出，触点容量≥2A(250VAC/30VDC)，拆卸式端子排，防插错结构。
◇模拟量输入：输入量程0～10V、4～20mA，精度：12位，拆卸式端子排，防插错结构。
◇开关量或模拟量输出模块均具有故障状态预设置功能，可确保在模块与CPU失去联系时，输出用户指定的安全值，保证系统设备和人员的安全。所有输入/输出模块的配置均可通过软件完成。
◇串行接口：RS485，数量满足控制柜配置要求，串口要求具有协议宏等功能，以实现与第三方设备的无缝连接；
◇以太网总线通信接口：100BASE-T，标准RJ45接口，数量满足控制柜配置要求。
◇电源模块：PLC电源系统要求采用双电源配置，具有在线工作切换功能，切换工程中不影响PLC正常运行。电源：220AVC±15%，频率：50Hz±5%Hz。
◇环境要求：工作温度-40～+55℃相对湿度：0～90%（无凝露）
◇采用具有高性能、高可靠、最好的兼容性和开放性。PLC的所有模块的平均无故障工作时间(MTBF)均达到或超过10万小时，所有I/O模块、远程I/O模块、扩展通讯模块、以太网通讯模块均支持带电热插拔，确保高可靠性和高可维护性。
◇电源：(AC 220V-15%,AC 220V+10%),50Hz±3%
◇PLC的安装应便于维修，采用插接件连接，插接件应是安全可靠的类型。
◇现场控制箱技术要求：精加工的室外安装型金属箱。尺寸、颜色、工艺处理应与其安装处的其它设备箱一致。箱门应从前面开启，箱面至少应有电源、设备工作正常或故障表示；保温机箱，机箱面板应有电源及设备工作正常或故障指示，机箱防腐、防潮，防护等级：IP65。
6)系统设备及连接
隧道现场通过工业以太网将所有区域控制器连接成网，实现所有区域控制器的设备监视和控制。
隧道监控计算机系统可统一控制隧道现场设备，监控系统发出的指令传到隧道现场的区域控制器，区域控制器通过本地10实现照明系统、通风系统、交通系统等控制；同时，每个区域控制器也可按预先输入的程序控制现场设备运行。VI/CO值、风向/风速值、亮度值等通过区域控制器采集，然后上传到隧道监控中心。
PLC的安装应便于维修，采用插接件连接，插接件应是安全可靠的类型。
区域控制箱为精加工的室内安装型金属箱，箱门从前面开启，箱面至少有电源、设备工作正常或故障的信号指示。
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