陈柏君

摘  要：在我国的公路工程建设中，快速隧道是重要的组成部分。随着人们对公路的使用率逐渐提升，道路智能化和安全化发展将会是一个重要趋势。其中快速隧道由于本身是一种特殊环境，因此在进行机电设备控制中需要进行科学严格的设计，以便在事故发生以后可以做到及時发现、尽快处理解决。基于此，该文将重点阐述隧道机电设备控制系统升级改造技术。

关键词：隧道机电设备;控制系统;升级改造技术

中图分类号：U453            文献标志码：A

0 引言

我国近年来的工程建设进度不断加快，逐渐满足了人们日益增长的物质需要。隧道机电设备的设计和管理对于道路运行安全具有重要影响。我国由于技术层面的原因，在设计应用时依然存在一定的不足，因此改善当前的机电设计，实现自动化处理是我国公路事业发展的重要课题。

1 当前国内隧道系统中存在的相关问题

1.1 机电设计与实际情况存在不同程度的脱节情况

当前，隧道机电设计存在的一个重要问题就是与现实情况的吻合度较差问题，导致在运营过程中出现这样那样的问题。原因在于在设计之前没有进行整体性的考虑，对于机电设备的功能进行割裂处理，总体的优势被抑制，各项自动化设备的功能利用率下降十分明显。

1.2 智能化水平较低

与发达国家相比，我国在公路工程、隧道设计的信号处理上以及基站的建立上，还存在较大差距，这种技术性的硬伤也导致有些隧道的控制系统尽管是按照自动化标准设计的，但是在实际应用中需要人员监管，远程控制，智能化水平大打折扣。

1.3 电网质量相对较低

我国在高速公路的电网设计上存在一定的问题，通常情况下在设计上不会使用高速公路专用电网，更多的是就近使用农村电网，这种电网的供电质量相对较差，在使用过程中会有断网的可能，一旦供电中断，非常有可能造成大型的交通事故，影响人们的生命财产安全。

1.4 照明和电力设备问题

隧道在照明设计上不仅应该重视内部的亮度表现，同时还应该重视节能降耗。但是我国在照明设备的设计上存在严重的浪费能源问题。同时在区域控制机电设备的使用上，对于可编程逻辑控制器存在极大的依赖性，这种设备的使用也造成了成本的增加和资源的浪费。

2 隧道机电设备控制系统升级改造技术

隧道机电设备控制系统主要指的是通过各项控制功能充分发挥系统的自动化特点，从而保证隧道的安全运营，下面以具体实例进行介绍。

2.1 机电控制系统介绍

某快速隧道内机电控制系统主要有现场情报板块、车道识别灯具、交通信号灯、环境监测设备、通风风机等机电设备以及各种控制系统模块和通信网络组成。如图1所示。

2.2 隧道机电控制系统改造中存在的困难

该快速路由于使用率较高，车辆较多，因此隧道内的条件相对恶劣，另外加上长期的运行，存在严重的设备老化问题。部分机电设备已经出现不同程度的损坏，导致整个项目在运行过程中存在严重的安全风险。按照工程需要，需在原有的机电设计基础上进行设计，在工作开展过程中存在如下问题。

第一，相应的机电设备安装结束后，监控室的服务设备与可编程逻辑控制器难以形成有效连接。

第二，在通信故障缓解后，依然存在数据传输干扰、主机传输错误等问题。

第三，由于监控的软件无法做到远程控制，因此现场的车流量和环境参数等检测数据难以准确读数。

由于现场使用的机电设备数量较多，同时也包括大量的理论知识，呈现出复杂、困难的特点。为解决以上问题，确保机电系统升级改造工作顺利完成，现需要对现场的设备进行排查，并与原来的系统设计进行对比，具体体现在系统的软件和硬件两个方面，根据排查结果，分析故障的原因，现提出以下改进措施。

第一，针对网络正常后的服务器每个设备的IP，发现所有的可编程逻辑控制器无法连接，发现通信指示灯存在故障。通过进一步研究，决定对现场所有的可编程逻辑控制器进行断电处理，通过测量CPU模块两端的电压，发现干电池的电压不达标，在断电之后发现CPU的相应数据存在严重的丢失现象。通过使用欧姆龙编程软件对现场的故障进行处理，发现可编程逻辑控制器的IP地址在配置过程中存在一定的问题，之后通过对IP地址的重新调整，整个机电设备的连接恢复正常。

在可编程逻辑控制器通信恢复以后，整个触摸屏上的可编程逻辑控制器显示如下：

Communication error detected while downloading by the following case：

Corrupted data by noise

Transmit error by the host

MRES = XXXX， SRES = XXXX.

结合报错的类型以及上述屏幕显示的相关信息，通过与欧姆龙售后技术人员给出的说明书进行核对，判断造成该故障的原因有可能是以下2个方面：第一是不同程度的数据干扰造成的;第二是由于主机的通信命令无效造成。针对这种情况，决定对线缆进行再次检查，并做好连续性测试。必要时需要重新布置电缆线。

对于更换的部分电缆需要进行及时更换，决定采用专用线缆，价格如下：专用线缆500元/m～800元/m。在正式更换之前，对存在故障可编程逻辑控制器以及外场的可编程逻辑控制器系统进行连接，通过替换电缆，发现线缆正常，因此更换电缆的方案并不可行。

现对外场的可编程逻辑控制器与欧姆龙通信设备进行连接可以发现，现场的PLC在触摸屏上可以生成可视化的操作界面，并通过设置统一的静态路由表导入，由路由表或者本地网络确定IP地址，通过改良，实现正常的远程控制。

对可编程逻辑控制器设定静态路由表之后，监控室的交通控制软件远程监测功能依然没有恢复正常，导致隧道现场的车流量数据以及环境参数等依然无法显示。通过进一步对比交通控制软件维护的使用说明书，发现造成以上问题的原因。

3 结语

综上所述，公路工程中的隧道工程是一项重要工作，其中的机电设备设计改进可以提升远程监控的自动化水平，实现智能化管理，从而及时对隧道内的车辆信息和环境参数进行控制，尽可能地保证隧道内的环境安全。在进行机电设计改进的过程中需要重视利用现有的可编程控制器系统进行检测，在原有的基础上进行改进，从而降低改进成本，提高控制系统的功能。

参考文献

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[2]段永煌，叶琳.四川省公路隧道机电系统控制软件问题分析与建议[J].中国交通信息化，2011（7）：103-105.

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