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《广东工业大学》 2016年
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公路海底隧道排水控制系统的设计

黄继强  
【摘要】:随着我国公路建设的快速发展,公路隧道日益增多。某公路海底隧道位于雨量充沛的地区,而暴雨是该地区的主要灾害性天气。当下雨或者波浪越过岛上堤顶的时候,废水通过管道流入泵房集水池。如果废水量超过集水池的最大容积,那么雨水和海水会直接流入隧道,从而引发隧道内行车安全问题和影响隧道内设备的正常使用。因此,必须设计一个公路海底隧道排水控制系统,它可以高效地将集水池废水量限制在合理范围内、确保了隧道运营安全和提高隧道的管理效率。本文介绍分布式控制系统的体系结构,其中包括了分布式控制系统的基本结构、特点、软件和网络结构。依据分布式控制系统的体系结构和分析公路海底隧道高效排水与管理的需求,提出了公路海底隧道排水控制系统的框架,并且将该系统分成三大部分:泵站排水控制系统、计算机监控系统和数据通讯网络。然后分别介绍了这三大部分的组成、特点和功能。遵循PLC控制系统设计流程,经过多方面比较,确定泵站排水控制系统采用可编程逻辑控制器PLC,并对PLC进行选型,最终选用西门子S7-1500 PLC。对泵站排水控制系统进行了硬件设计。根据梯形图语言编程的规则,利用西门子编程平台step7 professional V13编写泵站排水控制系统的PLC程序。利用力控组态软件V7.0编写计算机监控系统的上位机软件,完成软件功能与界面的设计。在实验室搭建实验平台,模拟公路海底隧道现场环境,进行公路海底隧道排水控制系统的整体联调。在整机联调实验中,对系统各功能进行了详细测试,结果表明系统稳定、可靠。因为公路海底隧道排水控制系统工程量巨大,所花费时间非常多,整个系统还在逐步搭建当中。预计公路海底隧道排水控制系统的泵房排水控制系统能够按照程序进行排水控制,预计计算机监控系统能够读取泵房各种数据,能够远程控制水泵。
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