CN111679607A - 一种隧道用的本地控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道用的本地控制系统，包括用于处理隧道机电信息和区域控制中心发送信息的区域监控主机，所述区域监控主机上设有与区域监控中心连接用于为隧道电源供电的供电单元，供电单元包含一个变压模块和一个后备电源，供电单元与区域控制主机通过电缆相连；所述区域监控主机还至少包括IO模块、具备网络协议的解析功能的通信模块、具有非易失性存储功能的存储模块、具备指令执行功能、从存储模块中读取程序指令及数据并执行的控制器模块，本申请提供在隧道中具备冗余策略的能够安全稳定的可分区对隧道智能设备和非智能设备进行数据采集、处理和基本逻辑控制，同时接受其上位机的指令控制并向上位机传送信息的智能化的本地控制系统。

Description

一种隧道用的本地控制系统

技术领域

本发明涉及隧道控制设备技术领域，具体是一种隧道用的本地控制系统。

背景技术

随着基础建设的进展和积累，在隧道总里程越来越长，长隧道和特长隧道的数量越来越多的同时，隧道内机电设备的老化和落后情况也越来越严重，隧道安全事故发生的数量也随之增加。在隧道的不断更新维护的过程中，隧道中的机电设备类型、控制方法、接口种类等变得非常不统一，智能设备和非智能设备同时存在，因此在面对隧道极其严峻的安全问题的同时，也要面对设备无法有效管理，与隧道中央控制中心或区域控制中心对接困难的问题。隧道空间狭长，其内机电设备通常布设较为分散，而只对设备通信进行整合并不能满足目前隧道运营需求，在通信网络故障或其他紧急情况时，隧道机电设备会因失去综合控制等原因无法应对突发情况。

在隧道机电设备智能化发展的同时，隧道综合控制的进一步发展也是提升隧道常时运行的整体自动化和智能化程度，提高隧道应急时的稳定性、应对能力和安全程度的重要一环。为了增加隧道综合控制的智能化程度，同时保证其稳定性，在隧道机电设备与隧道中央(区域)控制中心之间设置本地控制系统(LCU)，降低通讯网络的建设改造成本，在常时运行时与中央(区域)控制中心保持信令同步，减轻中央(区域)控制中心压力；在出现紧急情况时，本地控制系统(LCU)的冗余策略保证其稳定运行，能够控制隧道机电设备应对隧道紧急情况，根据隧道环境变化自动进行联动变换。

本申请提供在隧道中具备冗余策略的能够安全稳定的可分区对隧道智能设备和非智能设备进行数据采集、处理和基本逻辑控制，同时接受其上位机的指令控制并向上位机传送信息的智能化的本地控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道用的本地控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隧道用的本地控制系统，包括用于处理隧道机电信息和区域控制中心发送信息的区域监控主机，所述区域监控主机上设有与区域监控中心、机电设备电性连接的数据接口；所述区域监控主机上设有与区域监控中心连接用于为隧道电源供电的供电单元，供电单元包含一个变压模块和一个后备电源，供电单元与区域控制主机通过电缆相连；所述区域监控主机还至少包括IO模块(YZ-1010S/E/NB)、具备网络协议的解析功能的通信模块(YZ-844/G)、具有非易失性存储功能的存储模块、具备指令执行功能、从存储模块中读取程序指令及数据并执行的控制器模块(CPU)；负责主备之间的数据同步、在故障时控制设备切换的双活模块，各模块之间通过机架底板电路、互相之间交互连接；数据接口位于IO模块和通信模块上；所述区域监控主机的IO模块上具有发送和接收开关量、模拟量和数字量的发送单元；所述IO模块上的接口有控制接口、设备管理接口。

作为本发明进一步的方案：所述交互连接包括直接连线或触点连接。

作为本发明进一步的方案：每个模块都为冗余或不冗余或以集成的形式进行双机冗余。

作为本发明进一步的方案：所述通信模块上的接口有通信接口、网管接口。

作为本发明进一步的方案：供电单元的变压模块输入支持220Vac，后备电源输入支持220Vac，常时为双路电源冗余供电模式，当任意一路电源故障断开时，仍能正常为本地控制系统供电。

作为本发明再进一步的方案：所述变压模块输出电为48Vdc、24Vdc和12Vdc。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明根据接收到的区域(中央)控制中心的指令，或根据自身存储的程序对隧道机电设备进行监控、信息采集，并向区域(中央)控制中心发送数据信息，起到了隧道机电设备与控制中心的桥梁作用。本地控制系统(LCU)在常时存储并自动运行设备管控程序，减轻常时控制中心的运行压力，并通过多种预置功能和程序提升隧道机电系统的智能化程度；应急时自动在与控制中心通信中断时控制机电设备应对紧急情况，以及通过冗余策略保证自身功能稳定运行，加强应急时机电系统整体的稳固性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明双机双活模式的结构示意图。

图3为本发明中区域监控主机双CPU冗余的结构示意图。

图4为本发明中区域监控主机功能逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-4，本发明实施例中，一种隧道用的本地控制系统，包括用于处理隧道机电信息和区域控制中心发送信息的区域监控主机，所述区域监控主机上设有与区域监控中心、机电设备电性连接的数据接口；

所述区域监控主机上设有与区域监控中心连接用于为隧道电源供电的供电单元，供电单元包含一个变压模块和一个后备电源，供电单元与区域控制主机通过电缆相连；所述区域监控主机还至少包括IO模块(YZ-1010S/E/NB)、具备网络协议的解析功能的通信模块(YZ-844/G)、具有非易失性存储功能的存储模块、具备指令执行功能、从存储模块中读取程序指令及数据并执行的控制器模块(CPU)、负责主备之间的数据同步；在故障时并控制设备切换双活模块，各模块之间通过机架底板电路、互相之间交互连接；数据接口位于IO模块和通信模块上；所述区域监控主机的IO模块上具有发送和接收开关量、模拟量和数字量的发送单元；所述IO模块上的接口有控制接口、设备管理接口，所述交互连接包括直接连线或触点连接。

每个模块都为冗余或不冗余或以集成的形式进行双机冗余，所述通信模块上的接口有通信接口、网管接口。

供电单元的变压模块输入支持220Vac，后备电源输入支持220Vac。常时为双路电源冗余供电模式，当任意一路电源故障断开时，仍能正常为本地控制单元(LCU)供电。在供电故障后，后备电源可支持本地控制单元(LCU)工作不少于30分钟。变压模块输出电为48Vdc(S-240-48)、24Vdc(S-240-48)和12Vdc(S-240-48)；

所列型号设备适用于本发明，但本发明不局限于所列型号，具有相同功能的设备在本发明包含范围内。

区域监控主机具备自诊断、告警、断电记忆、手动自动切换功能。自诊断功能监测区域监控主机各模块是否正常启动、运行过程中是否有故障发生。告警功能在隧道机电设备发来的环境信息异常时，向中央(区域)控制中心发出包含环境异常描述的告警信息。断电记忆功能在本地控制单元(LCU)断电后保存程序设置和数据信息。手动自动切换功能是可通过中央(区域)控制中心改变本地控制单元(LCU)的工作模式，也可通过设置在区域监控主机上的切换装置进行工作模式切换。手动模式下本地控制单元(LCU)不对隧道机电设备进行程序化自动化的控制，自动模式下本地控制单元(LCU)根据存储单元内的程序对隧道机电设备进行自动控制，手动控制的优先级高于自动控制。

与区域监控主机共同设置的接口分为设备管理接口、通信接口、控制接口和网管接口。区域监控主机通过设备管理接口进行系统固件更新和维护。区域监控主机通过通信接口与上位机和隧道设备进行协议通信，输出数字量信号，并有冗余设置。区域监控主机通过控制接口与隧道设备连接，输出数字量信号、模拟量信号和开关量信号。区域监控主机通过网管接口接受上位机的远程配置和进行软件升级。接口都具有抗干扰和抗冲击的设计。

供电单元具备自诊断功能，能够监测供电单元输入输出的电流、电压、触点温度等参数，并将参数通过区域控制主机的接口传递给区域监控主机。

本发明的工作原理是：为了增加隧道综合控制的智能化程度，同时保证其稳定性，在隧道机电设备与隧道中央(区域)控制中心之间设置本地控制系统(LCU)，降低通讯网络的建设改造成本，在常时运行时与中央(区域)控制中心保持信令同步，减轻中央(区域)控制中心压力；在出现紧急情况时，本地控制系统(LCU)的冗余策略保证其稳定运行，能够控制隧道机电设备应对隧道紧急情况，根据隧道环境变化自动进行联动变换。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种隧道用的本地控制系统，其特征在于，包括用于处理隧道机电信息和区域控制中心发送信息的区域监控主机，所述区域监控主机上设有与区域监控中心、机电设备电性连接的数据接口；

所述区域监控主机上设有与区域监控中心连接用于为隧道电源供电的供电单元，供电单元包含一个变压模块和一个后备电源，供电单元与区域控制主机通过电缆相连；

所述区域监控主机还至少包括IO模块、具备网络协议的解析功能的通信模块、具有非易失性存储功能的存储模块、具备指令执行功能、从存储模块中读取程序指令及数据并执行的控制器模块、负责主备之间的数据同步；在故障时并控制设备切换双活模块，各模块之间通过机架底板电路、互相之间交互连接；

数据接口位于IO模块和通信模块上；

所述区域监控主机的IO模块上具有发送和接收开关量、模拟量和数字量的发送单元；

所述IO模块上的接口有控制接口、设备管理接口。

2.根据权利要求1所述的隧道用的本地控制系统，其特征在于，所述交互连接包括直接连线或触点连接。

3.根据权利要求1所述的隧道用的本地控制系统，其特征在于，每个模块都为冗余或不冗余或以集成的形式进行双机冗余。

4.根据权利要求1所述的隧道用的本地控制系统，其特征在于，所述通信模块上的接口有通信接口、网管接口。

5.根据权利要求1所述的隧道用的本地控制系统，其特征在于，供电单元的变压模块输入支持220Vac，后备电源输入支持220Vac，常时为双路电源冗余供电模式，当任意一路电源故障断开时，仍能正常为本地控制系统供电。

6.根据权利要求1所述的隧道用的本地控制系统，其特征在于，所述变压模块输出电为48Vdc、24Vdc和12Vdc。

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