LonWorks分布式公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)（TMCS）技術(shù)介紹

　　LonWorks技術(shù)是美國Echelon公司九十年代中期推出的一種用于自動控制領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點以神經(jīng)元芯片（Neuron Chip）為核心，由與OSI七層參考模型兼容的LonWorks協(xié)議組成分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，使用事件驅(qū)動方式運行，從而實現(xiàn)了真正的分布式控制。LonWorks技術(shù)體現(xiàn)了控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的最新趨勢，具有真正的分布性、開放性、互操作性，適應(yīng)性。它已經(jīng)被工業(yè)界廣泛接受，成為控制網(wǎng)絡(luò)的實際主流標準之一，使得基于LonWorks平臺開發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)使用在各種應(yīng)用領(lǐng)域的控制系統(tǒng)。

　　公路隧道機電設(shè)備的監(jiān)控管理系統(tǒng)是基于Echelon公司的LNS操作平臺的，目前已經(jīng)在溫州和重慶等地應(yīng)用運行。它是LonWorks技術(shù)在中國成功應(yīng)用的實例之一。

2、分布式公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)特點

　　TMCS公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)的控制節(jié)點安裝在密封、防塵、防水的節(jié)點箱內(nèi)，完全靠近被控制設(shè)備安裝。根據(jù)控制要求，選用各種型號的節(jié)點，在隧道出入口的變電站、中央控制室、豎井、隧道體內(nèi)分布式安裝。材料、施工的綜合造價與傳統(tǒng)的采用集中放線形式的集散控制系統(tǒng)相比較，可節(jié)約70%的費用。

　　TMCS公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)可以對單洞雙向公路隧道或雙洞單向公路隧道內(nèi)的機電設(shè)備進行分布式監(jiān)控，每一座隧道均可設(shè)置獨立的集中監(jiān)控中心。在此基礎(chǔ)上，采用光纖網(wǎng)絡(luò)，可對隧道群進行集中管理。

　　A、監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備：

　　LWN系列LonWorks智能節(jié)點（祥見節(jié)點技術(shù)資料www.ccba.com.cn） ;

　　LWN-Repeater中繼器 （祥見節(jié)點技術(shù)資料www.ccba.com.cn）;

　　路由器 LPR-10（Echelon公司）;

　　總線型結(jié)構(gòu)雙絞線78Kbps的LonWorks網(wǎng)絡(luò)，采用FTT-10A型收發(fā)器;

　　現(xiàn)場節(jié)點控制箱;

　　TMCS公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的軟件可分為兩部分。一部分軟件實現(xiàn)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的控制邏輯組態(tài)、控制計算、連接現(xiàn)場輸入輸出點、現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)管理等功能，另一部分軟件實現(xiàn)監(jiān)控計算機的監(jiān)控畫面的制做、顯示、報警、打印、計算機網(wǎng)絡(luò)管理等人機界面的功能。

　　B、系統(tǒng)組態(tài)軟件編程平臺現(xiàn)選用：

　　LonMaker for Windows;

　　LonBuilder ;

　　C、系統(tǒng)監(jiān)控軟件的編程平臺選用：

　　LNS DDE Server;

　　組態(tài)王;

　　特殊要求的監(jiān)控軟件采用VisualBasic編寫;

　　D、監(jiān)控軟件計算機系統(tǒng)平臺：

　　Windows98;

　　WinNT4.0;

　　E、公路隧道通風、照明、消防、交通控制方案、運營管理策略

　　可以由交通部重慶公路科學研究所或其它專業(yè)隧道工程設(shè)計單位設(shè)計、提供。

3、TMCS分布式公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)技術(shù)特點

　　本系統(tǒng)采用通訊速度78Kbps（用FTT-10A收發(fā)器）雙絞線總線型網(wǎng)絡(luò)，并使用Echelon公司的LNS操作平臺以及LonMaker for Windows網(wǎng)絡(luò)安裝工具實現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

　　各節(jié)點通過LonWorks網(wǎng)絡(luò)，就近接受現(xiàn)場輸入信號，按照預(yù)先寫入節(jié)點的控制邏輯進行自動輸出，控制現(xiàn)場設(shè)備的運行，實現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的控制策略。

　　現(xiàn)場節(jié)點能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)自動控制功能。在監(jiān)控計算機退出監(jiān)控程序或計算機關(guān)機時，不會影響LonWorks網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點監(jiān)控的設(shè)備之間的基本自動控制功能。

　　監(jiān)控計算機原則上不參與邏輯組態(tài)的功能，只執(zhí)行人機界面的功能，大大提高了整個隧道監(jiān)控系統(tǒng)的容錯能力。

　　中央控制室內(nèi)設(shè)置自動控制或手動控制的模式轉(zhuǎn)換選擇開關(guān)。當相應(yīng)子系統(tǒng)的控制模式轉(zhuǎn)換開關(guān)處于手動模式時，此子系統(tǒng)可接受計算機操作員的手動命令，其它子系統(tǒng)仍然可處于自動控制模式。

　　節(jié)點內(nèi)的邏輯組態(tài)軟件有控制模式的無擾動切換功能。

　　在火災(zāi)或特定的緊急情況下，由監(jiān)控計算機發(fā)出火災(zāi)確認信號后，節(jié)點均只接受計算機操作員的手動控制命令。

4、TMCS分布式公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)特點

　　監(jiān)控軟件選用網(wǎng)絡(luò)化的軟件平臺，監(jiān)軟件通過Driver與LonWorks網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)變量進行數(shù)據(jù)交換。

　　根據(jù)各座隧道現(xiàn)場的情況，計算機監(jiān)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在隧道中央控制室內(nèi)構(gòu)監(jiān)控成局域網(wǎng)絡(luò)，可對隧道內(nèi)的設(shè)備進行多計算機采集站（SCADA）和多計算機監(jiān)控站（VIEW）的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)視和控制。也可以通過LAN或WEB網(wǎng)站，對隧道內(nèi)的實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。

　　計算機監(jiān)控軟件完成畫面監(jiān)視、手動控制等人機界面的功能，不參與節(jié)點之間的自動邏輯控制，以保證現(xiàn)場LonWorks 網(wǎng)絡(luò)的獨立性。監(jiān)控計算機軟件可以對節(jié)點進行手動控制和參數(shù)設(shè)置。

　　計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以完成以下功能：

　　（1）、網(wǎng)絡(luò)化的實時監(jiān)控和管理功能。

　　（2）、利用SCADA計算機，通過接口通訊軟件與現(xiàn)場LonWorks網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換，生成數(shù)據(jù)庫。

　　（3）、利用VIEW計算機，實現(xiàn)異地的網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控功能。

　　（4）、制做圖形化的監(jiān)控畫面，此畫面應(yīng)能體現(xiàn)隧道的概貌和詳細數(shù)據(jù)。

　　（5）、提供圖形化的狀態(tài)顯示、時間顯示、手動控制、模式選擇、故障設(shè)置、故障解除、故障報警、復位等功能。

　　（6）、生成實時的，歷史的趨勢圖。

　　（7）、打印實時的，歷史的操作記錄，報警記錄和趨勢圖。

　　（8）、提供計算機網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的診斷功能。

　　（9）、提供遠程撥號報警功能。

　　（10）、具有操作權(quán)限等級限制功能。

　　（11）、具有操作員操作建議和提示功能。