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工业以太网打造便捷的隧道监控数据通讯

作者:董琪,MOXA公司2009.07.20阅读 8080

  在高速公路机电监控行业中

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工业以太网已经广泛的应用在隧道监控之中。浙江的丽龙高速就选择了这种方式来通讯从而监控隧道外场的各个设备。

  工业以太网交换机在隧道现场的应用  

我国公路交通事业飞速发展

  近二十年来,随着我国公路交通事业飞速发展,公路的等级不断提高,通车里程逐年攀升

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,公路建设已成为拉动国民经济增长的支柱产业和带动地方经济发展的龙头。在山岭和丘陵地区乃至越江过河的公路建设中,隧道方案以能缩短行车里程,提高线型标准、保障运营安全,保护生态环境等优点,得到普遍应用,并且越修越长,规模越来越大。许多特长隧道、大跨度扁平隧道、双层隧道、沉管隧道、盾构隧道、高海拔隧道、寒区隧道相继建成。在坚持可持续发展,切实保护生态环境和有限的土地资源的战略指导下,长大隧道的建设必然任务越来越重,技术要求越来越高。
  丽龙高速是丽水到龙泉、云和的必经之路CONTROL ENGINEERING China版权所有,起点在丽水市区,终点是龙泉出口,全长102公里,是号称浙江省“两龙”的龙丽龙高速中的一段。全长222.3公里www.cechina.cn,分为龙游至丽水段、丽水至龙泉段。这两条"龙",把丽水市沿线五县(市、区)与龙游县人口超过10万以上的城乡全部连接起来www.cechina.cn,惠及115个乡镇街道,覆盖百万以上
人口。丽龙高速从北埠到龙泉段共有15座桥梁、29个隧道。在29个隧道中www.cechina.cn,长度在一公里以上的隧道有10个,其中长度达到2781米的赤石岭隧道摘取“最长隧道”之称。
  为了使隧道能安全、环保、高效、经济运行。隧道监控系统是长隧道的安全保障必不可少的

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,也是保证隧道交通畅通与环保必须的工程设施。
  公路长隧道监控系统的建设一般包括隧道监控室、隧道变电所、隧道内现场设备、将这些设备和中控室联系起来的信息传输网络、以及使这些设备和谐准确运转的控制软件。
  隧道控制的核心思想就是将所有纵向及横向的系统有机地结合起来,通过算法分析,最终实现最人性化的自动控制。而所有这一切的核心就是PLC。各PLC负责采集现场检测设备的信息,处理后传给隧道控制室,而隧道控制室的控制命令则发给PLC,再由PLC直接控制相应设备。
  除了PLC本身必须具备高性能以外,贯穿于整个系统的通讯网络则是保证PLC成为控制核心的关键。随着隧道建设技术的不断完善,长隧道、特长隧道已经越来越多,单洞内的PLC就越来越多,这就意味着网络的结点在不断增加。通讯网络不仅要具有较高的通讯速率以保证大量数据的有效传输,还必须具有容错的能力以提高通讯的可靠性,即网络上出现故障时能够实现自恢复,同时,构成通讯网络的设备必须满足工业级要求,以适应隧道内苛刻的工作环境。  

公路长隧道监控系统

  该项目系统设计采用MOXA EDS-700系列千兆模块化冗余结构的工业以太网交换机作为主干通讯控制网络,速率1000M/s,并且在上位组态计算机上安装SNMP OPC SERVER,这样就可以使得组态软件可以同时监控PLC与工业以太网交换机。隧道现场使用单环百兆冗余结构的紧固式工业以太网交换机EDS-500系列(每个PLC上均使用以太网模块连接一台工业以太网交换机)组成通讯链路,各隧道与中控室之间采用PORT TRUNKING方式冗余通讯。  

串口设备联网服务器

  串口设备联网服务器取代PLC串口模块
  有的高速公路运营管理公司在使用了工业以太网交换机作为PLC的通讯方式后,又采用了更加新颖的方式来完成中控室对外场数据的通讯

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,即开关量与数据流分离——隧道外场的情报板、车检器等设备一般对外的接口为RS-485接口。在原来,由于PLC厂家总线的排他性,这些设备均是接到PLC的串口模块上面。
  而现在隧道现场PLC通讯引入了工业以太网交换机后www.cechina.cn,所有的这些串口设备信息,可以用串口设备联网服务器来连接并上以太网

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,从而让中控室来进行控制。
  与直接连接到PLC的串口模块上相比,这样做的好处是:
  1、降低现场控制端负担。开关量控制与数据流传输分离,有效降低了PLC的负担。
  2、更多的接口数量。一个PLC串口模块只提供2个串口,而一台串口服务器提供的串口最多可达32个,减少了PLC模块槽位的消耗。
  3、方便施工的接口种类。接线更加方便。串口服务器上串口除了DB9接头之外,也可以使用接线端子接头来接线,方便现场施工。
  4、串口服务器带光电隔离保护,有效保证长距离串口通讯时,串口不受损坏。
  5、大部分串口服务器产品支持电阻可调,可选1KΩ/150KΩ 上拉下拉电阻和120Ω终端电阻。我们可以使用终端电阻消除串口信号的反射,同时正确的设置上下拉电阻可以保证组织匹配,从而使中控室向隧道外场设备发送指令信息更加的流畅。
  现在,包括重庆的云万高速和上海的大连路隧道,已经有多个项目在使用这种隧道现场开关量与数据流分离的通讯方式,工业以太网带给客户的好处在慢慢的体现出来。相信会有越来越多的客户选择这种灵活开放的网络。而这些衍生出来的新的变化也会慢慢的把它的优势展现给
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