基于PLC的隧道射流風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王勝 盛俊衛(wèi) 陳小平

摘要：根據(jù)對(duì)現(xiàn)在公路交通的發(fā)展分析，越來(lái)越多的隧道的出現(xiàn)，隧道中的通風(fēng)控制系統(tǒng)是隧道監(jiān)控系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是PLC在隧道射流風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用，研究了當(dāng)前的隧道通風(fēng)控制方案，和現(xiàn)有的資源信息，最后決定以三菱的PLC和四臺(tái)風(fēng)機(jī)組成的一個(gè)隧道通風(fēng)控制的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：隧道通風(fēng)控制系統(tǒng);PLC

一、引言

（一）射流式通風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介

射流風(fēng)機(jī)由軸流風(fēng)機(jī)加消音器組成，射流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.1。

射流式通風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于隧道、地鐵、礦山等工程的專用通風(fēng)，通常懸掛在隧道頂部，利用隧道本身作為風(fēng)道。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，通暢高效安全的交通系統(tǒng)成為經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的基本需求，從而公路亦得以蓬勃發(fā)展。為保證行車安全，提高行車效率，通常在隧道內(nèi)設(shè)置隧道監(jiān)控系統(tǒng)，集中監(jiān)控隧道內(nèi)通風(fēng)、照明以及行車情況，在必要時(shí)候發(fā)布誘導(dǎo)和指導(dǎo)性信息。而隧道內(nèi)通風(fēng)、照明、以及交通誘導(dǎo)設(shè)備均分散于整個(gè)隧道區(qū)域，因此集成隧道內(nèi)各要素信息，方便隧道監(jiān)控人員的集中監(jiān)控與管理，成為隧道監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的主要目的。而在這幾個(gè)方面中，通風(fēng)控制系統(tǒng)是隧道監(jiān)控系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，它直接決定隧道行車安全性和舒適性，起到稀釋有害氣體和污染物質(zhì)濃度的作用，對(duì)隧道的行車安全、運(yùn)營(yíng)管理質(zhì)量以及隧道的運(yùn)營(yíng)成本有直接影響。汽車在行駛中排放的空氣污染物主要是CO和顆粒（煙霧）。將隧道內(nèi)的CO濃度稀釋到不危害人體健康的安全水平，是隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的重要任務(wù)之一。煙霧顆粒會(huì)造成隧道內(nèi)能見(jiàn)度降低，影響駕駛員觀察視野，直接關(guān)系行車安全。而隧道通風(fēng)系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)也發(fā)揮著重要作用，合適的通風(fēng)方案可以減輕隧道本身受到的破壞，并最大可能地減少人員傷亡。因此，本設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC的性能優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了隧道射流風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)，從而保障隧道內(nèi)正常通風(fēng)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

某隧道全長(zhǎng)1500米，雙車道、雙向行駛，安裝風(fēng)機(jī)四臺(tái)，分兩組工作，一組編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)，另一組編號(hào)為3號(hào)、4號(hào)。在白天8點(diǎn)到晚上21點(diǎn)時(shí)間段內(nèi)車流量大，隧道空氣渾濁，需要四臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)工作;晚上21點(diǎn)之后到第二天早晨7點(diǎn)時(shí)間段內(nèi)車流量比較少，只開(kāi)一組風(fēng)機(jī)。

考慮到合理利用風(fēng)機(jī)，延長(zhǎng)使用壽命，決定兩組風(fēng)機(jī)要輪換使用，具體規(guī)定如下：晚上21點(diǎn)30分后要先關(guān)一組1號(hào)風(fēng)機(jī)，23點(diǎn)再關(guān)一組2號(hào)風(fēng)機(jī)，剩下二組3號(hào)，4號(hào)兩臺(tái)運(yùn)行;到第二天早晨7點(diǎn)開(kāi)一組1號(hào)風(fēng)機(jī);7點(diǎn)30分開(kāi)一組2號(hào)風(fēng)機(jī);第二天晚上21點(diǎn)30分后要先關(guān)二組3號(hào)風(fēng)機(jī)，23點(diǎn)再關(guān)二組4號(hào)風(fēng)機(jī)，剩下一組1號(hào)，2號(hào)兩臺(tái)運(yùn)行;再到下一天的早晨7點(diǎn)開(kāi)二組3號(hào)風(fēng)機(jī)，7點(diǎn)30分開(kāi)二組4號(hào)風(fēng)機(jī)、依次類推，循環(huán)下去。

（一）仿真實(shí)驗(yàn)步驟表

（三）PLC外部接線圖

（四）程序

M8000一直接通，按下開(kāi)始按鈕X0，8：00時(shí)接通，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào);在21：30時(shí)，風(fēng)機(jī)2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)保持運(yùn)行狀態(tài)，停止1號(hào)風(fēng)機(jī);在23：00時(shí)，風(fēng)機(jī)3號(hào)、4號(hào)保持運(yùn)行狀態(tài)，停止2號(hào)風(fēng)機(jī)，以此繼續(xù)下去。在故障時(shí)候，需要維修工人維修，按下急停按鈕X1，停止風(fēng)機(jī)，讓工人進(jìn)入維修或更換風(fēng)機(jī)。

三、調(diào)試及總結(jié)

M8000一直接通，按下開(kāi)始按鈕X0，8：00時(shí)接通，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào);在21：30時(shí)，風(fēng)機(jī)2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)保持運(yùn)行狀態(tài)，停止1號(hào)風(fēng)機(jī);在23：00時(shí)，風(fēng)機(jī)3號(hào)、4號(hào)保持運(yùn)行狀態(tài)，停止2號(hào)風(fēng)機(jī)，以此繼續(xù)下去。在故障時(shí)候，需要維修工人維修，按下急停按鈕X1，停止風(fēng)機(jī)，讓工人進(jìn)入維修或更換風(fēng)機(jī)。

運(yùn)用PLC進(jìn)行控制，可使控制系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，同時(shí)也可以有更多擴(kuò)展性。

參考文獻(xiàn)

[1]張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器.2版[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003.

[2]馬志溪.電氣工程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3]劉增良.劉國(guó)亭.電氣工程CAD[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2002.

[4]齊占慶.王振臣.電氣控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[5]史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[6]郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社，2003.

[7]張萬(wàn)忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[8]王兆義.小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[9]三菱微型可編程控制器手冊(cè) [M].MITSUBISHI SOCIO-TECH，2003.

[10]吳曉君.楊向明.電氣控制與可編程控制器應(yīng)用 [M].北京： 中國(guó)建材工業(yè)出版社，2004