LonWorks分布式公路隧道监控系统（TMCS）技术介绍

1、LonWorks分布式测控网络介绍

　　LonWorks技术是美国Echelon公司九十年代中期推出的一种用于自动控制领域的网络技术。其网络节点以神经元芯片（Neuron Chip）为核心，由与OSI七层参考模型兼容的LonWorks协议组成分布式智能控制网络的基础，使用事件驱动方式运行，从而实现了真正的分布式控制。LonWorks技术体现了控制网络技术发展的最新趋势，具有真正的分布性、开放性、互操作性，适应性。它已经被工业界广泛接受，成为控制网络的实际主流标准之一，使得基于LonWorks平台开发的系统已经使用在各种应用领域的控制系统。

　　公路隧道机电设备的监控管理系统是基于Echelon公司的LNS操作平台的，目前已经在温州和重庆等地应用运行。它是LonWorks技术在中国成功应用的实例之一。

2、分布式公路隧道监控系统技术特点

　　TMCS公路隧道监控系统中的各子系统的控制节点安装在密封、防尘、防水的节点箱内，完全靠近被控制设备安装。根据控制要求，选用各种型号的节点，在隧道出入口的变电站、中央控制室、竖井、隧道体内分布式安装。材料、施工的综合造价与传统的采用集中放线形式的集散控制系统相比较，可节约70%的费用。

　　TMCS公路隧道监控系统可以对单洞双向公路隧道或双洞单向公路隧道内的机电设备进行分布式监控，每一座隧道均可设置独立的集中监控中心。在此基础上，采用光纤网络，可对隧道群进行集中管理。

　　A、监控系统硬件设备：

　　LWN系列LonWorks智能节点（祥见节点技术资料www.ccba.com.cn） ;

　　LWN-Repeater中继器 （祥见节点技术资料www.ccba.com.cn）;

　　路由器 LPR-10（Echelon公司）;

　　总线型结构双绞线78Kbps的LonWorks网络，采用FTT-10A型收发器;

　　现场节点控制箱;

　　TMCS公路隧道监控系统的软件可分为两部分。一部分软件实现LonWorks网络节点的控制逻辑组态、控制计算、连接现场输入输出点、现场网络管理等功能，另一部分软件实现监控计算机的监控画面的制做、显示、报警、打印、计算机网络管理等人机界面的功能。[page]

　　B、系统组态软件编程平台现选用：

　　LonMaker for Windows;

　　LonBuilder ;

　　C、系统监控软件的编程平台选用：

　　LNS DDE Server;

　　组态王;

　　特殊要求的监控软件采用VisualBasic编写;

　　D、监控软件计算机系统平台：

　　Windows98;

　　WinNT4.0;

　　E、公路隧道通风、照明、消防、交通控制方案、运营管理策略

　　可以由交通部重庆公路科学研究所或其它专业隧道工程设计单位设计、提供。

3、TMCS分布式公路隧道监控系统组态技术特点

　　本系统采用通讯速度78Kbps（用FTT-10A收发器）双绞线总线型网络，并使用Echelon公司的LNS操作平台以及LonMaker for Windows网络安装工具实现分布式的网络架构。

　　各节点通过LonWorks网络，就近接受现场输入信号，按照预先写入节点的控制逻辑进行自动输出，控制现场设备的运行，实现预先设定的控制策略。

　　现场节点能够实现闭环自动控制功能。在监控计算机退出监控程序或计算机关机时，不会影响LonWorks网络上节点监控的设备之间的基本自动控制功能。

　　监控计算机原则上不参与逻辑组态的功能，只执行人机界面的功能，大大提高了整个隧道监控系统的容错能力。

　　中央控制室内设置自动控制或手动控制的模式转换选择开关。当相应子系统的控制模式转换开关处于手动模式时，此子系统可接受计算机操作员的手动命令，其它子系统仍然可处于自动控制模式。

　　节点内的逻辑组态软件有控制模式的无扰动切换功能。

　　在火灾或特定的紧急情况下，由监控计算机发出火灾确认信号后，节点均只接受计算机操作员的手动控制命令。

4、TMCS分布式公路隧道监控系统监控技术特点

　　监控软件选用网络化的软件平台，监软件通过Driver与LonWorks网络上节点的网络变量进行数据交换。

　　根据各座隧道现场的情况，计算机监控制系统的网络结构采用以太网结构，在隧道中央控制室内构监控成局域网络，可对隧道内的设备进行多计算机采集站（SCADA）和多计算机监控站（VIEW）的网络化监视和控制。也可以通过LAN或WEB网站，对隧道内的实时数据进行监控。

　　计算机监控软件完成画面监视、手动控制等人机界面的功能，不参与节点之间的自动逻辑控制，以保证现场LonWorks 网络的独立性。监控计算机软件可以对节点进行手动控制和参数设置。

　　计算机监控系统可以完成以下功能：

　　（1）、网络化的实时监控和管理功能。

　　（2）、利用SCADA计算机，通过接口通讯软件与现场LonWorks网络上的节点进行数据交换，生成数据库。

　　（3）、利用VIEW计算机，实现异地的网络化的监控功能。

　　（4）、制做图形化的监控画面，此画面应能体现隧道的概貌和详细数据。

　　（5）、提供图形化的状态显示、时间显示、手动控制、模式选择、故障设置、故障解除、故障报警、复位等功能。

　　（6）、生成实时的，历史的趋势图。

　　（7）、打印实时的，历史的操作记录，报警记录和趋势图。

　　（8）、提供计算机网络运行状态的诊断功能。

　　（9）、提供远程拨号报警功能。

　　（10）、具有操作权限等级限制功能。

　　（11）、具有操作员操作建议和提示功能。