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基于PLC技术的隧道通风节能控制系统的设计

1、选题简介、意义

隧道建设的飞速发展随着中国隧道建成越多越长，2002年已经成为世界上隧道最多、发展最快的国家。随着2004年12月“7918”国家高速公路网的实施，山区高速公路与隧道群建设进入了高峰。至2007年年底，全国公路隧道为4673处，比上年末增加885处。其中，特长隧道83处，长隧道607处，中隧道758处，短隧道3225处。中长隧道和特长隧道是要考虑机械通风的，然而，通风系统高昂的建设及运营费用使得隧道通风成为公路隧道建设中应解决的关键问题之一。

西部大开发的迫切需要在西部山区省市，公路长隧道在整个线路中所占比例极大，为了支持西部大开发以及保护当地的环境，隧道建设将是极为必要的，隧道通风控制是极为关键的。

能源紧张的严峻形势目前全球能源紧张，国内许多城市也经常出现大面拉闸限电，节约能源已是国家的战略需求。2007年1月30日，交通部在北京主持召开了《资源节约型、环境友好型交通发展模式研究》课题研究大纲评审会，大力提倡改善环境，节约能源。从节能角度来看，一个高效节能的控制方案在我国能源紧缺的形势下是十分迫切而意义重大的。

由于长隧道复杂特殊的结构以及环境条件，很容易造成行车堵塞和诱发重大交通事故。以人为本的价值观越来越受重视，对隧道进行通风保证了行车的安全，同时保持良好的行车环境。同时，节能已是各国的战略需要，一个高效节能的控制方案在我国能源控制系统是十分有意义的。基于模糊控制的智能隧道通风是对智能自动化控制，进行系统优化设计后就可以达到节能的目的，同时符合了高效节能的目标。

2.课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

2.1主要内容：

本课题是以PLC和模糊控制算法为基础开发一套保证隧道形成过程中安全和环保的智能节能通风控制实验系统。

2.2拟解决的主要问题：

1.高速公路隧道节能通风系统的总体结构设计；

2.高速公路隧道节能通风系统的硬件构成设计；

3.高速公路隧道节能通风系统的智能控制系统的软件设计；

4.高速公路隧道节能通风系统的测试。

2.3预期目标：

根据项目需求，综合分析隧道通风的整个过程，根据通风的基本要求，确定隧道节能控制系统的最终方案，并进行硬件的选型，采取模糊控制算法利用PLC梯形图的编程方式来编写隧道节能的控制程序，必须实现隧道行车过程中安全、环保节能等功能等。

2.4研究步骤：

本课题的工作步骤分为4个阶段：

第1阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；

第2阶段：隧道节能通风系统的整体构架方案设计,控制方案对硬件进行选型；

第3阶段：设计隧道节能通风系统的控制程序和测试；

第4阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。

2.5工作方法及措施：

工作方法：本课题主要采用仿真测试法。

措施：基于前人对隧道通风系统研究所获得的实践经验，在教师指导下，以PLC为基础，设计开发出一套节能环保安全的隧道通风控制系统。

 

目录

第1章 引  言 3

1.1研究背景和选题意义 3

1.2隧道通风系统的分类 4

第2章 隧道通风节能方案和硬件设计 5

2.1 隧道通风节能控制系统的准则 5

2.2 隧道通风节能方案的确定 5

2.3 随道通风远程控制 6

2.4系统硬件设计 7

2.4.1控制器介绍 7

2.4.2 PLC及相关硬件的选型和搭建 8

2.4.3通风监控节能系统的硬件搭建 10

2.5 PLC模块下位机硬件配置及I/O地址分布 11

第3章 隧道通风节能系统的软件设计 13

3.1   MCGS组态软件简介 13

3.2 人机界面实现的功能 14

3.3上位机人机工作界面的生成 14

3.3.1隧道通风系统控制界面· 14

3.3.2 MCGS组态软件的串口设备配置 15

第4章 隧道通风控制系统下位机软件设计 17

4.1 GX Developer软件简介 17

4.2 系统主程序流程图 17

4.2.1系统主程序流程图 17

4.2.2各子模块功能说明 18

4.3 隧道通风控制系统的程序设计 19

第5章 隧道通风控制系统的测试与仿真 20

5.1 GX-Simulator6.0仿真软件简介 20

5.2 隧道通风系统的仿真 20

5.2.1隧道通风系统的自动控制仿真 20

5.2.2 隧道通风系统的手动模式仿真 22

结束语 24

致  谢 25

参考文献 26

附录1隧道通风智能控制系统的接线图 27

附录2隧道通风智能控制系统程序梯形图 28

 

参考文献

1、叶龙. 基于PLC控制的高速公路隧道通风节能系统[D]. 湖南大学, 2012.

2、童悦, 汪建, 郭旻. 基于PLC的模糊控制在隧道通风中的应用[J]. 国内外机电一体化技术, 2006(2):37-40.

3、韩丽艳, 章优仕, 单奇. 基于PLC的隧道通风监控系统[J]. 微计算机信息, 2007, 23(10):44-45.

4、赖正明. 基于三菱PLC的隧道通风自动化控制系统[J]. 自动化应用, 2010(6):47-51.

5、刘少军, 张思雨. 基于PLC及触摸屏的隧道通风系统的设计[J]. 国外电子测量技术, 2016, 35(6):92-95.

6、刘琳琳. 基于PLC及变频调速器的隧道通风控制系统研究[D]. 长安大学, 2012.

7、苗荣霞, 刘超飞, 张立广,等. 基于PLC和MCGS的公路隧道通风监控系统设计[J]. 计算机与数字工程, 2016(10):2068-2071.

8、党媚. 基于PLC和Kingview的公路隧道通风监控系统设计[J]. 自动化技术与应用, 2015, 34(9):52-57.

9、米铁强. 基于PLC的高速公路隧道通风节能系统[J]. 电源技术应用, 2013(6):382-383.

10、陈杭州. 基于PLC和组态王的隧道通风监控系统[J]. 通风监控.

11、杨威, 沈元伟. 高速公路隧道风机PLC控制与电力监控控制的研究[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(32).

12、牛慧. 高速公路隧道通风监控系统[D]. 大连海事大学, 2008.

13、沈瑞昌. 基于PLC的风机控制技术在公路隧道中的应用——以南安金淘至厦门高速公路为例[J]. 交通标准化, 2013(23):140-143.

14、沈瑞昌. 基于PLC的风机控制技术在公路隧道中的应用--以南安金淘至厦门高速公路为例[C]// 交通反光膜新技术交流会. 2013.

15、尹其畅, 史晓燕, 段玲. 基于ZigBee的隧道通风自动控制系统[J]. 物联网技术, 2014(8):42-44.

16、张金萍, 张建军, 陈光景. 隧道通风监控系统的研究[J]. 电子世界, 2013(3):106-108.

17、鲍越峰, 于建军, 章优仕. 可编程逻辑控制器在轨道交通隧道通风监控系统中的应用[J]. 城市轨道交通研究, 2007, 10(6):50-52.

18、赵鸿鸣, 胡剑波, 褚健,等. 高速公路隧道的通风控制及监测[J]. 自动化仪表, 2000, 21(10):37-38.

19、刘恒强. 基于PLC高速公路隧道交通控制系统设计与实现[J]. 工程技术:全文版, 2016(11):00131-00132.