[發明專利]一種基于硬件冗余的設備監控系統

在審

• 申請號: 201710177710.5
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107315339A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 楊斌
• 申請（專利權）人: 楊斌
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 胡川

技術領域

本發明涉及隧道監控技術領域，特別是涉及一種基于硬件冗余的設備監控系統。

背景技術

在隧道監控領域，基于PLC的監控系統大多數是采用日本OMRON的CS1D型PLC且主要針對公路隧道，其特點是PLC系統作為公路隧道綜合監控系統之中的一個子系統，采用分布式結構，公路一個區段對應1套CS1D型PLC系統，每個子系統功能是：1、收集某個區段檢測設備檢測的信息，一般為CO檢測器、能見度檢測器和車輛檢測器等檢測的信息；2、通風控制：根據CO濃度、交通量等情況對風機進行控制，如控制風機投運的臺數、風機運轉方向、運行時間等；3、照明控制：根據檢測到的洞內外光強數據、白天黑夜等情況控制隧道內的照明系統，調節入口及洞內的照明；4、變電站監測：對隧道變電站的電源運行狀態和故障狀態進行監測。

而公路隧道綜合監控系統從上到下為三層網絡結構：管理信息網、設備控制網、現場設備網，并采用集中管理、分散控制策略。其中PLC子系統為公路隧道綜合監控系統提供底層的現場設備信息，與視頻管理子系統、信息發布子系統、火災報警子系統等共同構成設備控制層，每個子系統均有自身現場設備網，各個子系統給處于管理信息網層的隧道綜合管理平臺交互數據，由公路隧道綜合監控系統記錄歷史數據及生成緊急事件干預應急指揮策略，生成數據及事件的報表以及跟市政公共管理機構(交通局、消防站等)交互實時或歷史信息。

目前的公路隧道綜合監控系統存在不足和缺陷：

1、采用了日本OMRON的成套控制技術，不需另行開發，但必須在每一個分布控制的區段配置一整套包含冗余CPU、電源、網絡組件和I/O卡的PLC系統，導致整個PLC現場網絡層設備硬件多和造價高。對于公路隧道每個區段在I/O設備繁多的情況下用PLC整套系統還能接受，但實際上每個區段I/O設備量并不大(少于256通道)，因此配置整套PLC系統價格高，工程經濟性差。

2、日本OMRON的公路隧道綜合監控系統配套了定制的公路隧道專用監控軟件，但正因為是公路隧道專用監控軟件，在實現簡單化配置應用的同時失去了系統開放性及靈活性，而且同樣從工程的角度而言，雖然不用自行開發軟件了，但對子系統的接口約定采用標準接口和協議，靈活性不強；其次，該公路隧道專用監控軟件售價高，不能實現工程經濟性；最后，該公路隧道專用監控軟件是針對公路隧道開發，而公路隧道和下穿隧道的機電設備監控重點是完全不同的，如果不進行相關配置和二次開發也不適用于下穿隧道。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于硬件冗余的設備監控系統，能夠在具備硬冗余的前提下降低工程造價、共享硬件資源。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種基于硬件冗余的設備監控系統，包括主PLC、備用PLC、PLC遠程冗余I/O模塊、前置工業以太網交換機、觸摸屏、后置工業以太網交換機、綜合管理上位機、控制上位機和至少一個網關；所述主PLC與所述備用PLC連接且互為熱備份；所述主PLC、所述備用PLC和所述觸摸屏接入所述前置工業以太網交換機，所述前置工業以太網交換機通過單模光纜連接所述后置工業以太網交換機；所述綜合管理上位機和所述控制上位機接入所述后置工業以太網交換機；所述主PLC與所述備用PLC均連接所述PLC遠程冗余I/O模塊；所述網關通過現場總線接入所述PLC遠程冗余I/O模塊，且所述網關用于通過RS485總線接入隧道現場設備。

其中，所述主PLC和所述備用PLC安裝于同一個機架內且通過冗余光纖連接。

其中，所述主PLC包括主電源和主CPU。

其中，所述備用PLC包括備用電源和備用CPU，所述主CPU和所述備用CPU通過冗余光纖連接。

其中，所述設備監控系統還包括中繼器，所述網關通過現場總線連接所述中繼器，所述中繼器通過現場總線接入所述PLC遠程冗余I/O模塊。

其中，所述設備監控系統還包括現場I/O卡件，所述中繼器通過現場總線連接所述現場I/O卡件，所述現場I/O卡件連接所述PLC遠程冗余I/O模塊。

其中，所述主PLC、所述備用PLC、所述前置工業以太網交換機、所述觸摸屏、所述后置工業以太網交換機、所述綜合管理上位機和所述控制上位機之間均采用超五類網線連接。