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隧道环境监测及联动控制系统

方案背?#26696;?#36848;

隧道建设在交通、水电等基础设施建设领域是非常重要和关键的一部分,尤其在西部建设项目中更加明显。随着我国基础设施建设的不断发展和推进,单个隧道建设里程和通?#36947;?#31243;越来越长。在隧道建设过程中,由于隧道施工空间相对密闭、且施工过程中产生的粉尘和空气中会产生大量的、特有的对施工人员造成严重身体伤害的物质,因此探索如何对引起这些伤害的环境因素进行监测,并能够在环境指标超标时采取措施来控制,这对于隧道建设特别是施工过程监控工作来说极其重要。

方案介绍

1.方案整体框架介绍:

隧道施工的环境监控系统是一个立体而复杂的系统,综合了智能传感器采集、软件开发、通信及计算机等多种技术。本方案基于隧道施工环境的具体情况和环境状况,在遵循和参考相关行业标准和法律法规依据的基础上,运用物联网相关技术,提出了包括数据采集、无线传输和远程管理的整体环境监控解决方案。

2.方案拓扑图:

智能采集系统

1.粉尘监测系统:

采用粉尘检测仪进行检测。该仪器在连续监测粉尘浓度的同时,可收集到颗粒物并对其成份进行分析,求出质量浓度转换系数K值。可直读粉尘质量浓度,有多?#26234;?#21106;器可供选择。仪器采?#20204;?#21147;抽气泵,使其更适合需配备较长采样管的中央空调排气口PM10可吸入颗粒物浓度的检测。粉尘监测仪主要有光散射和激光不同原理的检测仪,可实现同时输出与安全监测监控系统相?#35270;?#30340;4-20MA、开关量、频率、RS485,供监测系统处理。传感器可与安全监控系统联网使用,?#37096;?#21333;独接电源使用。同时,仪表装置可将粉尘浓度传感器通过连接该仪表控制声光报警器超限报警,可在测量范围内随意设置报警值,并可以连接PLC、DCS或者工控机等终端。

2.有毒危险气体监测系统:

有害气体监测系统主要包含前端感知监测器、传输接口转换器、监控服务器等。前端感知监测器一般多指采集数据设备(有毒气体检测仪等),可以实时采集现场环境参数,并实时的通过系统通讯系统及时的传回服务器;传输接口转换器包括一些信号转换器,主要实现对信号的转换?#21592;?#31995;统更好的接收处理数据;监控服务器主要负责接收、处理、反映从前段监控设备返回的相关数据,并做保存查?#30784;?

 

传输控制系统

1.数据传输系统:

考虑到保证在隧道复杂环境基础?#31995;?#31283;定性和可靠性,采用工业级路由器加光纤传输的方式。工业路由器为我司自主研发的智能产品,该设备运用3G/4G、无线广域网及WI-FI、无线局域网等技术,提供不间?#31995;?#22810;种网络接入能力。软硬件看门狗及链路在线检测功能,保证通信的稳定可靠,浮动路由的链路备份功能更是为通信的稳定可靠提供了双保险。同时,多种VPN技术保证数据传输的安全性,防止数据被恶意保存或篡?#27169;?#20154;性化的网络配置方式及WEB升级方式,方便用户的配置、管理。

2.联动控制子系统:

监控系统除了完成对粉尘数据实时监控,还提供反向联动控制功能。当后台?#21697;?#21153;平台发现超过设定浓度阈值时,发出控制命令控制风机进行调整档位,将档位调高加大?#29615;紓换?#32773;触发喷淋装置,通过调节流量和时间,?#28304;?#21040;?#26723;?#31881;尘和有毒气体浓度的目标,当浓度降下后主动发出控制命令调档或关停等进行节能处理。

◆通风控制系统

通过?#21697;?#21153;器后台发送指令到PLC控制器,PLC控制VAN100变频器。通风控制系统主要通过软件控制隧道内的射流风机,调节隧道中的空气质量达到规范标准;同时在隧道发生火?#36136;保?#20063;能迅速将烟雾排出隧道。通风系统通过IOServer周期性地检测隧道内的环境数据,并将检测结果通过区域控制器送入监控系统中,根据检测数据计算其变化率和平均值。根据IOServer采集的信息做出综合性的判断之后,通过控制台操作键盘控制风机控制柜,对风机的运行进行远程遥控;紧急情况下也能通过现场的风机电气控制柜手动直接控制风机的运转和停止。

◆水泵控制系统

通过连接到水泵PLC的传输模块对水泵进行自动控制和远程手动控制,当?#21697;?#21153;器后台发现粉尘和危险有害气体指标超标后,通过485控制PLC发出指令进行水泵的开关和流量大小的控制,当检测指标?#25351;?#21040;正常水平的时候,系统自动触发水泵的关闭装置;

软件管理系统

1.云平台管理系统简介:

后台调度结合搭建云平台服务器,进行大数据分析。实时监控现场环境的状态,可在第一时间获取设备的反馈,工程师可针对采集上来的信息对设备运行状态进行更改。当紧急事故发生时,监控系统可通过工程师或上级领导的确认,?#36335;?#32039;急预案,实现重大事故时的紧急决策。管理界面如下图:

2.云平台功能:

◆记录、查询和报表功能

◆支持远程访问

◆及时?#36335;?#25511;制指令

◆报警系统

◆实?#38381;?#25569;隧道内部设备状态

应用案例

  

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