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隧道坑道环境综合监测系统

2017/2/8 14:24:02

方案设计

监控系统是整个坑道管理的中心,下设中央计算机、设备监、交通监控、电视监控、程控交换、消防、广播系统等,是一套高度集成化的管理控制系统,总体协调着所有系统的运行。系统采用"集中管理,分散控制"的模式,共分为三级网络结构:

l  上层采用基于Windows平台和交换式快速以太网的管理信息网;

l  中层采用基于光纤环网的设备控制网;

l  下层采用基于现场总线式的现场设备网。



1、    管理信息网:

设置于坑道控制中心内,采用标准TCP/IP 协议和以太网技术,实现控制中心内部各系统工作站和服务器之间的数据通信。

2、    设备控制网:

设置于坑道内,采用标准TCP/IP 协议和光环网,负责将区域控制器和设备监控站端机所采集的信息和控制信号传送给管理信息网上的工作站。


3、    现场设备网:

现场设备的运行信息、实时数据通过现场总线汇集到区域控制器和设备监控站端机,实现设备的实时监视、控制;同时,设备状态和控制的实时信号发送到设备控制网,经光环以太网,传到上层管理信息网的I/O服务器中的实时数据库,便于监控系统的整体协调和管理,I/O服务器将定时的把历史数据通过快速以太网存储到中央数据服务器中的数据库管理系统,以供各个工作站调用和查询管理。


五、实现方式

从计算机的数据采集方式上主要分为:PLC实时监控系统、CCTV电视监控系统、紧急电话/消防报警/广播系统、LED显示屏系统及紧急预案系统,做为计算机组态软件平台是可以将五个子系统都集成在一个平台上的,但就目前的实际情况来看,上位软件与PLC实时监控系统的接口最为成熟,其它子系统的通讯接口方式都有其独立性的特点,需要进行一些定制的接口开发,实际的数据交换是必然的,这样对组态软件平台就要有良好的开放性、兼容器及可扩展性要求。

1、  所有PLC设备的数据通过以太网可以单独与上位机通讯,当然也可由主PLC集合所有从PLC的数据单独与上位机通讯,上位机通讯采用单独的服务器与PLC设备通讯,首先体现的是组态软件的特点,建立IO设备组态和变量标签,将实际的IO设备通道值与变量标签对应,这样现场真实的数据就采集至监控中心,然后组态软件在服务器端下一步要做的步骤不是建立组态工艺画面,而是进行数据的网络共享,进入运行系统后以网络服务器并占用内存/CPU使用率最小的方式在后台运行,实时刷新与存储需要的历史数据,所有的画面都不需要打开,依然保持服务器系统的运行。数据流是通过局域(广域)网与客户端同步方式将数据体现于操作员站仿真的工艺画面中,这样不同的操作员站可定制不同的工艺画面,在客户端有图形化的自主开发性能,这样的C/S架构既保证了整个系统的稳定性也减少了交叉控制的冲突率。

2、  ForceControl6.1的ODBCROUTER组件适合于交通紧急预案分析系统的数据整合,将实时或历史数据以时间间隔方式或以变化率方式存储至预案系统所需要的关系数据库中,主要以模拟量值与故障报警值为主,向导方式设置的过程省去了很多SQL脚本语句的编写,简单、方便、快捷的为紧急预案分析系统提供了原始数据。

3、  OLE接口(DBCOM)访问适合于目前绝大多数的高级编程环境(DELPHIVBVC++.net)中,直接加载已注册至系统中的 DBCOMOCX控件就能访问到本地或远程的力控实时数据库(DB)中的数据,在预案分析系统中绝大多数开关量数据是不需要存储的,因此直接访问DB变量的方式来监控,效率极高,减少了总是用ODBC来做数据通道的繁琐性,以“ODBC+OLE接口”两者相结合的方式优化了监控系统与紧急预案分析系统的数据整合。

4、  具有自身的软件及通讯协议的LED显示系统、车检系统、紧急电话、消防、CCTV系统,目前所有组态软件在交通坑道行业所包函的此类硬件驱动都是屈指可数的,相当少,在针对整个监控系统集成方案具体实施时就必须考虑以上几个子系统的驱动接口开发问题,力控SDK包制定了驱动接口开发的统一标准,可由高级语言(VB/VC++)开发人员定制开发也可由力控驱动部定制开发,硬件接口驱动解析较为灵活。

5、  监控系统WEB发布目前在坑道监控领域应用较少,但信息化手段解决交通道路的管理问题终究是交通领域发展的必然趋势,软件的网络结构必须要先行。


六、环境监测系统功能

1、  数据显示:可以曲线、表格等方式显示实时数据、历史数据;

2、  统计报表:能进行数据统计分析、按照标准和规范生成报表;



光照度表


一氧化碳浓度表


3、  报警:一旦出现有害气体超标,系统发出报警信息(可现场声光报警,服务器弹框 报警),提醒工作人员进行相应处理,确保坑道安全;

4、  趋势分析:将设定时间段内数据曲线连接,辅助,预判坑道内的环境状态;

5、  系统设置:设置系统模式权限,报警方式以及阈值上下;

6、  综合查询:实时查询被检测对象的时刻数据值。

7、 趋势分析:将设定时间段内数据曲线连接,辅助,预判坑道内的环境状态。


照度曲线



一氧化碳弄度


8、  系统设置:设置系统模式权限,报警方式以及阈值上下限。