重庆上界高速公路隧道监控系统实施案例

　　上界高速公路全线长22.7公里，全线双向六车道，是重庆外环线的一段，路线起于成渝高速公路上桥互通，止于界石，共有5座互通式立交、1座特大桥马桑溪大桥以及小泉、吉庆两条隧道。全线设1个监控中心、若干外场监控点、一个隧道监控站。
　　
　　上界高速公路的两座隧道中，小泉隧道长935m，双向双洞；吉庆隧道长1150m，双向双洞。两座隧道共用一个隧道现场控制室，现场控制室位于吉庆隧道出口外两线间。整个监控系统由中心计算机系统、隧道现场控制系统、隧道检测与控制设备、隧道有线广播系统、闭路电视监控系统、紧急系统、路段外场监控设备以及监控系统软件构成。现场控制计算机通过交换机与监控中心的以太网连接，并作为PLC网络的上位机，负责与PLC网络的通讯。经过优化设计，系统采用PROFIBUS冗余光纤环网，可实现网络故障的自愈。
　　
　　现场检测与控制系统的方案采用德国西门子公司的全集成自动化技术，以满足监控系统的*性、可靠性、经济性等诸方面要求，其优点包括：
　　
　　·S7系列PLC具有高度的IT集成性和良好的开放性
　　
　　·PROFIBUS现场总线能轻松实现拓扑结构和系统功能
　　
　　·RIO可轻易扩展RS232、RS485、RS422等通讯接口
　　
　　·基于标准的PLC及其网络的组态、编程软件STEP7
　　
　　·上位监控软件WINCC提供了基于标准的统一、开放的数据库接口
　　
　　·PROFIBUS冗余光环组网距离可达90公里，站点距可达15公里，传输速率达12M/s；在本项目中，轻易可在双环光缆上挂接14个光中继器。可以实现优化方案将区域控制器和RIO全部接入光缆的要求
　　
　　·西门子的PROFIBUS已被中国机械工业联合会确认为中华人民共和国机械行业标准：国标JB/T10308.32001,发布日期：2001年11月2日，正式执行日期为：2002年3月1日
　　
　　区域控制器LC0由西门子（SIEMENS）提供的S7-400系列PLC及相关附属器件构成，作为PROFIBUS现场总线结构主站，不但监控相关机电设备，而且传递其他区域控制器（LC1-LC13）的数据，负责与现场监控工作站交换数据。隧道内共设13台区域控制器（LC1-LC13），根据就近原则负责一定范围内的机电设备的监测控制。现场工作站运行WINCC，为现场操作人员提供人机界面并与PLC主控制柜LC0交换数据。
　　
　　根据我们优化过的设计路线，我们采用区域控制器和远程I/O全部接入PROFIBUS冗余光纤环网的网络结构，这样不但能够简化系统结构和布线，也会提高系统的可靠性并降低系统的维护费用。
　　
　　重庆上界高速公路隧道监控系统已设计安装完成，并于2003年9月1日投入试运行。测试结果和试运行情况表明,该监控系统设计合理，方案得当，所选器件安全可靠，系统具有很好的可靠性、*性、易用性和开放性，*了业主的需求。