南大傲拓NA400在隧道监控系统解决方案

　　一、隧道监控系统简介

　　隧道监控系统主要包括监测设备、报警设备和控制及诱导设备3大类，一般的，CCTV系统、广播系统、报警系统(火灾检测、报警按钮、紧急电话)是自成系统的，除此之外,其它设备都通过区域控制器及其通讯网络来实现监控。一般的，每条隧道的监控分为3个层次，上层为本地控制中心，中间为区域控制器，下层为各种检测设备(车辆检测器、能见度检测器、CO浓度检测器、风速风向检测器、亮度检测器、超高车辆检测器等)和控制及诱导设备(车道控制器标志、交通灯、可变情报板、可变限速标志等)。在这3个层次中，区域控制器是隧道监控系统的核心，它负责采集现场设备的信息，处理后传给本地控制中心，而本地控制中心的控制命令则发给区域控制器，再由区域控制器直接控制相应设备。因此区域控制器应是高度可靠的，目前多使用PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)作为核心控制部分。PLC设计用于对稳定性、实时性有极高要求的工业现场控制领域，对于环境有很强的适应能力，故而可以很好的用于隧道监控现场。

　　隧道监控系统中的另外一个重要组成部分就是通讯网络。随着距离超过1000m的隧道越来越多，单个隧道内区域控制器的数量越来越多，同时，为了保证隧道的通风、照明及交通诱导设备的正确运行，各区域控制器之间的相关性也越来越强，因此，监控系统对通讯网络提出了更高的要求，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。本地控制中心一般由现场监控工作站(控制计算机)、监控系统软件、主区域控制器及相应的附属设施构成，用于实现对整个隧道监控系统的统一监控。监控系统软件运行于现场监控工作站上，并不断与PLC主控制柜交换数据，实时地把所有设备的当前状态以颜色、闪烁、数值等方式显示在操作界面上;而操作人员在操作界面的每个动作，也由监控系统软件将相关的命令、参数写入PLC，实现设备的手动控制。隧道监控系统的主区域控制器的性能要优于普通区域控制器，因为当现场监控工作站故障而无法完成正常的监控功能时，主区域控制器要能够自主的实现交通、照明、通风等控制功能。

　　二、典型解决方案

　　南大傲拓作为全系列自动化产品提供商能为隧道监控系统提供完整的解决方案。

　　PLC和通讯网络是隧道监控系统的核心组成部分，PLC的选择和监控系统通讯网络的性能对隧道监控系统的性能起到决定性的作用。根据隧道本身的特点和监控需求选择合适的PLC及通讯网络是保证隧道监控系统性能的重要因素。

　　对南大傲拓隧道监控系统解决方案来说，NA400系列PLC是区域控制器的首选，其稳定的性能、强大的通讯能力以及适中的价位可以为用户提供高性价比解决方案。

　　在通讯网络方面，南大傲拓为用户提供了丰富的选择，无论是基于现场总线技术构建的PROFIBUS通讯网络还是基于以太网技术构建的工业以太网通讯网络，都可以很好的满足隧道监控系统对通讯网络的性能及可靠性方面的要求。

　　下面介绍一下基于以太网技术的工业以太网解决方案：

　　工业以太网冗余环网

　　工业以太网是基于IEEE802.3(Ethernet)的强大的区域和单元网络，其技术上与普通以太网完全兼容，同时考虑到工业现场的严酷工作环境和极高的可靠性要求，工业以太网对普通以太网做了相应的完善，以适应工业应用的需要。

　　技术特点：

　　● 工业以太网技术上与IEEE802.3/IEEE802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP通讯协议

　　● 冗余的24V DC供电

　　● 简单的机柜导轨安装

　　● 便利的构成星型、线型和环形拓扑结构

　　● 高速冗余的安全网络，最大网络重构时间为0.3秒

　　● 网络元件可以用于严酷的现场环境，通过EMC测试

　　● 强大的网络诊断和管理功能，支持SNMP

　　● 支持基于Web的网络管理

　　如下图所示，监控系统的通信网络选择工业以太网冗余光纤环网，该冗余环网使用工业专用的冗余环网交换机,保证了网络通讯的可靠性，即网络上任一点故障时，可在0.3秒内恢复网络的正常通讯，不影响设备间的时间交换;

　　本地控制器选择NA400系列PLC来实现现场数字量、模拟量和串行通信设备(如大型情报看板)的输入、输出及控制，NA400 PLC通过以太网与光纤环网上的光纤交换机连接;主监控室的本地控制器选择 NA400 热备冗余PLC，也通过交换机连接到工业以太网冗余光纤环网中，在监控室中使用触摸屏进行现场控制和监视，NA400 PLC负责整个隧道监控系统的控制和协调，并将监控系统的信息上传至监控分中心，供操作人员实现集中的监控。