苏州交通工程集团有限公司
【摘 要】隧道是公路、铁路的一项重要交通基础设施，其所具有的通风性能非常重要，在本文中，将就基于三菱PLC的隧道通风自动化控制系统的实现进行一定的研究。
【关键词】三菱PLC；隧道通风自动化；控制系统
1 引言
隧道具有着半封闭、敞口管状的特点，这使其过往车辆所排放的污染物很容易在隧道内部进行混合、堆积，进而在能见度不断下降的情况下危及到行车以及过往行人的健康与安全；尤其是隧道内汽车起火燃烧时的浓烟，不仅会对当事人的生命财产造成危害，也会对被堵在隧道内的其它人员造成危害。对此，就需要我们能够通过通风系统的设置加强隧道内通风性能，以此保证隧道行车的能见度和事故中的人身财产安全。
2 隧道概况
某隧道全厂680m，双孔双向共4车道，南北朝向，安装有12台风机，南行、北行隧道各6台，以3组、2列方式进行安装。布置方式如下所示：
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图1 隧道通风系统图
3 隧道通风自动化系统实现
3.1 设计思路
在本系统中，将通过CO/VI检测器的应用对隧道中不同区域的烟雾浓度进行实时监测，并将所监测到的数据同本隧道的限定值进行比较。之后，则通过PLC程序的应用对隧道内风机的启动、停止时间进行确定，以此使隧道的各个区段能够将烟雾值保持在合理范围之内。区段设置方面，则将整个隧道划分为入口段、中间段以及出口段。所使用的检测器为TPM660/D型检测器。
3.2 系统结构
CO/VI检测器的检测值以及控制信号在测量后都会汇总到PLC配电箱中，并在其内部敷设了通风系统的控制电路、主电路以及PLC输入输出线路等。电源线方面，其同电源避雷器相连接，并在模拟量输入模块同CO/VI检测器间信号通道间安装有避雷器，以此保证相关设备不会因为系统内部运行过程中出现的浪涌电流、过电压情况以及外界雷击等情况造成损坏。敷设方面，使用了强、弱电缆线以分层的方式进行敷设，且将电缆线都放置在方形镀锌铁槽内，以此在保证其具有良好屏蔽效果的同时也获得了美观、有序、安全的特点。
为了能够对远程输入过程中，可能出现的反应慢、耦合电容、误动作等情况进行避免，则应当将原有同PLC输入端直接连接的热继电器以及风机角形接触器中的敞开辅助触点以转换中继常开触点的方式进行输入，并使用具有屏蔽的多芯电缆作为连接线。
3.3 软件设计
在南、北形隧道，其PLC程度在设计方面基本相似，下面我们以北行隧道风机为例对POLC程序进行设计：
3.3.1 当北行入口段CO/VI达到上限，该区域2台风机就会自动运行，将隧道气体从入口处排放，并在达到下限值时风机停止运行；
3.3.2 中间段CO/VI如果达到上限，该区域3组风机则会自动运行，并以顺车流方向排放废气，并在浓度达到下限时风机停止运行；
3.3.3 当出口段CO/VI达到上限值时，该区域2台风机会自动运行，将废气从出口位置排放，在浓度达到下限时停止运行。
3.3.4 由于我们所使用的风机功率较大，启动电流也较大，则根据情况使用了软启动器启动模式，以此对启动电流对电网所产生的影响进行限制。同时，也将同组风机的开启时间设置为间隔15s、不同组风机启动时间设置为间隔3min。
3.3.6 为了能够保证隧道通风系统实际运行的安全性以及稳定性，避免由于PLC故障、误操作、外部电源故障以及误输出等情况使整个通风系统在应用中受到影响，则在PLC控制系统中设置了紧急停止线路。即当PLC由于各种方面出现停滞现象之后，KM线圈则会失电、主触电断开，使PLC输出点被禁止，进而使CPU在此过程中能够一直保持工作，以此保证用户程序以及内部系统程序不会因此出现丢失以及受到影响。
4 系统建设要点
4.1 在系统建设前，需要对突发事故应急预案以及技改方案进行详细的拟定，做好准备。在改造前也需要通知路线的路政部门以及监控中心，对施工的双向隧道进行封闭，并将另一方向的隧道在根据时段情况对2个方向的车流实现分别的放行，尽可能使改造过程中对隧道所产生的影响进行降低。
4.2 在线缆材料方面，除了其需要能够满足设备性能要求以及容量之外，还需要其能够具有更好的阻燃性能、耐腐蚀性、绝缘等级以及屏蔽效果，并在敷设时最好预备几根备用线路。在敷设方式上，则不应当以暗线的方式进行敷设，而以线架的方式进行敷设，进而更好的对线路、接头的维修以及检查工作进行满足。而在设备方面，也在防震、防水、防尘以及防潮方面具有着更高的要求，且在位置方面也应当能够保证通风系统的正常运行，保证使用的可靠性以及牢固性。
4.3 PLC对于空气湿度要求小于55，温度小于55℃，否则则应当加强除湿以及通风工作。在安装时，也应当避免安装在发热量大的元器件附近，并保证有足够大的通风散热空间。除此之外，也需要保证其能够具有良好的防尘性能。
4.4 在对PLC进行安装时，也应当尽可能的远离干扰源以及振动源，以此避免变频器、动力设备、高压电器以及可控硅装置对PLC运行所产生的干扰。而当环境不可避免产生震动时，则应当采取适当的减震措施，以此减轻隧道因车辆行驶以及接触器通断所产生的震动。
4.5 在电源端选择时，应当选择使用具有屏蔽层的变压器，以此提升电源端所具有的抗干扰能力以及可靠性。同时，为了保证系统在运行的过程中不受到误操作、电源故障等情况所产生的影响，则需要在PLC外部设计必要的保护电路如过负荷保护、电源短路保护等。
5 结束语
在上文中，我们对基于三菱PLC的隧道通风自动化控制系统进行了一定的研究，通过该系统的实现，则能够使通风系统在自动化、稳定的方式下更好的发挥作用。
参考文献
[1]魏霖,黄允千,许波桅.三菱PLC在散货码头皮带输送机系统中的应用[J].企业导报.2010(02):77-79.
[2]刘广龙,郑旭民,刘占民.三菱PLC在矿井提升机电控中的实际应用[J].煤.2010(05):49-49.
[3]罗及红.三菱PLC技术在多灯循环闪烁控制电路中的应用[J].中国高新技术企业.2010(13):23-25.
论文作者:黄开元
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第2期
论文发表时间:2016/8/18
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