高速公路隧道监控主要系统知识

隧道监控系统培训手册广东华强嘉捷实业有限公司2014年5月8日目录一：PLC模块的认识31：机架3（1）主机架图3（2）：机架的扩展形式42：地址分配：7（1）基本I/O单元的分配：图1.2.17（2）特殊I/O单元的通道分配:图1.2.28(3):CPU总线单元的通道分配9（4）：各种模块图9二：CPU的结构：10(1)：CPU的结构图：10（2）：CPU指示灯11（3）：CPU的连接：11（4）：DIP开关13（5）：.电池13三：模拟量模块14(1)接线:14(2)：对应关系：14（3）：操作步骤15四：CONTROLLER LINK模块15（1）结构图15（2）：CONTROL LINK模块光纤环网图16五：东二环PLC网络图17六：CX_PROGRAMMER软件的使用：17（1）制作电缆17（2）：安装CX_PROGRAMMER18（3）:连接CPU18七：CX-PROTOCOL软件的使用23（1）PROTOCOL 软件的连接23（2）创建协议26（3）广州东二环的协议实例27(4):CX-PROTOCOL 与CX-PROGRAMMER之间的关系301）PMCR指令参数说明302）说明实例：31八：CX-NET软件的使用32（1）连接PLC32(2)：配置数据连接图35(3):东二环数据链接表35九：PLC显示屏操作手册38（1）连接PLC38（2）：东二环触摸屏操作实例431)：用户登陆介面432）控制面板443）功能控件45十：全密封光度传感器使用说明48(1):概述48(2):特点及技术指标49(3):接线说明49(4):使用说明50(5):传感器的外形尺寸及安装尺寸50十一：CO/VI测量仪及风速/风向测量仪52日常维护指导书52(1)CO/VI测量原理：52(2): CO/VI技术指标：52(3): COVI、风速仪技术方案531)隧道CO/VI检测器542)隧道风速风向检测器553)CO/VI测量CO原理说明564)CO/VI测量能见度原理说明585)风速风向仪原理说明60(4) 照度仪，亮度仪等设备技术方案照度仪（用于洞外）621) 产品描述622) 设备组成623) 技术指标：624） 安装方式62(5): 照度仪（用于洞内）631) 产品描述632）设备组成633）技术指标634）安装方式64十二：常见故障排除64一：PLC模块的认识1：机架（1）主机架图 图1.1.1如图1.1.1所示：这是一个CPU机架，从右至左依次是：电源模块，CPU模块，输入输出模块，CPU机架一个CPU 机架由一个CPU 单元、电源单元、CPU 底板、基本I/O 单元、特殊I/O 单元和CPU 总线单元构成。串行通信板和存贮卡是可选。扩展机架C200H 和CS1 扩展机架都能使用。 C200H 扩展I/O 机架能连接到CS1 CPU 机架、扩展机架，或其它C200H 扩展I/O 机架上。 CS1 机架能连接到CS1 CPU 机架或其它扩展机架上。一个扩展机架由一个电源单元、一个CS1 或C200H 扩展I/O 底板、基本I/O 单元、特殊I/O 单元和一个CS1 CPU 总线单元构成。（2）：机架的扩展形式有五种形式的扩展,一个PLC最多可以扩展7个扩展机架，其中最多3个C200H机架。2：地址分配：（1）基本I/O单元的分配：图1.2.1字的范围是CIO000-CIO319，分配的顺序为先CPU机架，后扩展机架，先靠近CPU机架的扩展机架，后远离CPU机架的扩展机架，在一个机架内，先左后右（先远离电源的，后靠近电源的），按顺序增加编号，未被占用的槽编号时，不预留空号，机架上的第1字可用编程工具由默认值CIO0000设定为CIO000-CIO319之间的任意字。图1.2.1（2）特殊I/O单元的通道分配:图1.2.2特殊I/O单元包括模拟量输入输出模块等，CS1的特殊单元有自己的单元号，由其上 的设定开关设定，设定的范围为0095.注意，每个PLC中各个特殊单元的单元号必须不同，即不能重复。N： CIO：CIO2000+N*102000+N*10+9 DM： DM20000+N*10020000+N*100+99（N：表示单元号）图1.2.2 (3):CPU总线单元的通道分配CPU总线单元包括串口通信单元、以太网模块等。CS1的总线单元有自己的单元号，由其上 的设定开关设定，设定的范围为0016.注意，每个PLC中各个总线单元的单元号必须不同，即不能重复。注意：以太网模块还有一个节点号，与上位机OPC中节点号必须相同。N： CIO：CIO1500+N*252000+N*10+24 DM： DM30000+N*10030000+N*100+99（4）：各种模块图 以太网模块 control link 模块 数字量输入 模拟量输入 二：CPU的结构：(1)：CPU的结构图：（2）：CPU指示灯指示灯颜色状态含义RUN 绿色 ON： PLC在 MONITOR 或 RUN 状态下正常工作。闪烁： 系统下载模式出错或DIP 开关设定出错。OFF： PLC 在PROGRAM 模式下中止操作或因致命错误中止操作或正在从系统下载数据。ERR/ALM 红色 ON： 出现致命错误（包括执行FALS 指令）或出现硬件错误（看门狗定时器差错）。CPU 单元停止工作，所有输出单元的输出转为关闭。闪烁： 出现非致命错误,CPU 单元继续工作（包括执行FAL 指令）。OFF： CPU 单元正常工作。INH 橙红 ON： 输出OFF 位（A50015）转为ON, 所有输出单元的输出转为关闭。OFF： 输出OFF 位（A50015）转为OFF。PRPHL 橙红 闪烁： CPU 单元正通过外设通讯口进行通讯（收发）。OFF： CPU 单元没有通过外设通讯口进行通讯。COMM 橙红 闪烁 CPU 单元正通过RS232C 通讯口进行通讯（收发）OFF CPU 单元没有通过RS232C 通讯口进行通讯（收发）注意：当ERR/ALM灯长亮时，重启一下PLC的电源，看看灯有没有熄灭，如果没有，只有用CX-PROGRAMMER软件来清除了。（3）：CPU的连接：RS232接口注意：OMRON的RS232口不是标准RS232口（4）：DIP开关一般情况下，全置OFF，使用CX-PROGRAMMER连接CPU时，网络类型采用SYSMAC WAY方式，如果5置ON，网络类型采用TOOLBUS（5）：.电池供电电源断电时，电池可以保持CPU 单元的RAM 中的下列数据。 用户程序（仅CS1 CPU 单元） PLC设置（仅CS1 CPU 单元） I/O存储保持的区域（例如保持区域和DM 区域）如果未安装电池或电池电压太低，则当电源断电时，存储在RAM 中的数据将会丢失。在CS1 CPU 单元的运输过程中未安装电池。确保在使用PLC 前将电池安装到CS1 CPU 单元电池盒中。电池使用寿命和更换周期在25 ，只要安装了电池，无论CPU 单元有无供电电源，电池的使用寿命为5 年。当温度过高， CPU 单元长期无供电电源时，电池寿命会被缩短。在最坏的情况下电池寿命只有0.4 年。 注意：如果电池没电，同时市电又没有供电，整个PLC程序将会丢失。三：模拟量模块首先：必须搞清楚给到PLC是电压值，还是电流值，如-10V-10V，0-5V,0-10V,4-20mA ,如何接线，相应于PLC的对应关系，还有就是如何设置。(1)接线:(2)：对应关系： （3）：操作步骤当使用模拟量输入单元时遵守下列的程序。安装和设置 1. 将操作模式设置为普通模式。将单元背板上的DIP 开关，或（V1 版本单元）DM 字m+18 的操作模式设置为普通模式。2. 设置在接线板后面的电压/ 电流开关。3. 单元配线。4. 使用单元前板上的单元号开关来设置单元号。5. 打开PLC 电源。6. 创建I/O 表。7. 进行特殊输入单元DM 区域的设置 设置输入信号范围。 设置均值处理。8. 关闭然后接通PLC 电源。四：CONTROLLER LINK模块（1）结构图RUN:（绿） 亮：正常 不亮：单元错误。P/S: （绿） 亮：有电源提供 不亮：没电源提供ERC:（红）亮：通信错误，节点设定错误，硬件错误或环网连接错误， 不亮: 正常ERH: (红) 亮：PLC错误，PLC接口错误，EEPROM错误，单元号错误，I/O表没有设定 不亮：没有错误。INS:(黄) 亮：CONTROLLER LINK模块已插入CONTROLLER LINK 网中， 不亮：没插入SD/RD (黄) 亮：数据有发送/接收 不亮：没有数据有发送/接收M/A:（黄）亮：LOCAL MODE模式 不亮：AUTO MODE模式LNK: (黄)：亮：连接数据已参与 闪烁：数据连接表错误 不亮：连接数据没有激活（2）：CONTROL LINK模块光纤环网图Note 1. Always use the specified Optical Fiber Cables.2. The maximum distance between nodes depends on the type of GI cable(core diameter) that is being used.62.5/125 m cable: Max. distance between nodes = 2 km50/125 m cable: Max. distance between nodes = 1 km五：东二环PLC网络图 通过四个CONTROLLER LINK UNIT模块（CS1W-CLK52-V1） 组成一个CONTROLLER LINK 网络，PLC2的CPU模块的RS232接口接到触摸屏上，再通过PLC2的以太网模块通过光端机与中心的计算机组成以太网。六：CX_PROGRAMMER软件的使用：（1）制作电缆 首先，必须制作一条连接电缆，欧姆龙PLC的CPU模块的RS232口不是标准的RS232口，制作如图3.2，如果计算机没有RS232口，有USB串口，再用RS232转USB电缆转接到计算机的USB串口上，如下图：（2）：安装CX_PROGRAMMER安装CX-ONE3.0软件包，类似于普通软件的安装，这个软件包包括OMRON PLC所有的软件。（3）:连接CPU先安装好CX_PROGRAMMER，打开如图点击文件菜单，点击新建出现变更PLC对话框在设备名称可自定义一个PLC名称，在设备类型是用来选择CPU类型及CPU型号，点击右侧的设定，弹出设备类型设置对话框，从CPU类型当中选择实际使用的CPU,按确定。在网络类型中有各种选项如ETHERNET, TOOLBUS, SYSMAC WAY在网络类型中有各种选项如ETHERNET, TOOLBUS, SYSMAC WAY 如选择SYSMAC WAY,再单击设定出现下图：在“端口名称”，选择与你的电脑相连接的第几个COM口，点击“确定”，一个新工程将出现，如下图现在，你就可以离线编辑程序。把编程电缆连接好，可以上载或下载，如要上载，在工具栏中点击“自动在线”，就可以连上了。选“传送”“从文件”，就可以上载了。下载程序，选“传送”“到文件”。七：CX-PROTOCOL软件的使用（1） PROTOCOL 软件的连接如下图，从开始、程序，OMRON、CX-ONE、CX-PROTOCOL,打开CX-PROTOCOL软件。打开后界面如下：这是系统自定义的协议。从FILE菜单中选择NEW新建一个协议，或选择OPEN打开一个已有协议。选择NEW ,弹出一个对话框，如下图，用户自定义一个设备名称，选择设备类型，点设定，选择CPU类型，确定，选择你要用PROTOCOL软件连接CPU的网络类型，如TOOBUS（连到CPU RS232口）,INTERNET（连到以太网模块）等，点击设定，从中选择TOOBUS连接的那个串口或INTENET的IP地址，如是以太网连接还必须设定自己电脑的IP,使其在同一个网段，不同IP。这里的设定是你PROTOCOL软件与PLC连接的设定。设定好后，从菜单PLC下拉选项中选择CONNECT TO PLC,就可以连接到PLC了。连接后就可以上载或下载协议了。如要上载或下载，选择主菜单PROTOCOL 再选择UPLOAD PROTOCOLS 或DOWNLOAD PROTOCOL。就能从PLC中上载协议，或从CX-PROTOCOL软件中下载协议。（2）创建协议确定后，左侧出现一个PSW1,展开如下图：右击NEW PROTOCOL LIST创建一个协议，如下图从中选择是那种CPU协议，点击CJ/CS,在左侧出现NEW PROTOCOL,右击，创建一个序列，单击NEW SEQUENCE ,再右击，创建一个步STEP，点击SEND MESSAGE LIST和RECEIVE MESSAGE LIST创建发送信息和接收信息,（3）广州东二环的协议实例序列号是000创建三个序列，分别是情报板发送接收序列（000），亮度手动（001）、自动调节（002）序列。下面是各个序列里面创建的步：如下图：下面是发送，接收信息链表在协议列表中，注意在TARGET中要选择是内插板（SCB），还是各串单元（从相应的单元号选择），如下图：(4):CX-PROTOCOL 与CX-PROGRAMMER之间的关系 在CX-PROGRMMER软件中创建一段协议宏程序，指定是执行那个序列。实例东二环协议宏梯形图，如下：1） PMCR指令参数说明第一控制字参数：如：#61E1 表示使用内插板，使用第一个物理串口，第6个逻辑通信端口号。第1、2位参数：E1:表示内插板。如果是串口通信单元 1+单元号，如#611A ，表示单元号是A。第3位参数：是实际的物理串口，1：表示第1个串口，2表示第2个串口。第4位参数：是逻辑通信端口号，每一个物理串口对应编号0到7个逻辑端口。第2个控制字参数表示CX-PROTOCOL中指定的序列号。第3个参数：起始发送缓冲区，第1个字地址表示发送缓冲区包含的字数量（含第1起始字地址）。第4个参数：起始接收缓冲区，第1个字地址表示接收缓冲区包含的字数量（含第1起始字地址）。说明：也可以把第3，4个参数为#0000，但必须在PROTOCOL中指定发送接收缓冲区起始地址和数量。逻辑通信端口使能标志位A202.00到A202.07,对应相应的逻辑通信端口。协议宏执行标志地址：内插板：物理端口1：190915 物理端口2：191915 通信单元：物理端口1：字N+9,位15 物理端口2：字N+19,位15 （N=1500+25*单元号）2）说明实例：八：CX-NET软件的使用（1） 连接PLC打开CX-NET软件，如下图：点击菜单工程，单击“打开”可以打开一个已有的工程。如单击新建新建一个工程，如下图：用户自定义一个工程名，按“保存”。出现一个是“设备列表”对话框，如下图：单击添加CONTROL LINK 网所连接的PLC,从中选择设备类型，网络类型，点击设备右侧“设定”选择CPU类型，注意：非主节点PLC选择网络类型时，必须选择主节点PLC名称，主节点PLC选择网络类型时，选择用户与主PLC相连接的网络类型，如SYSMAC WAY,TOOL BUS如东二环的设备列表:注意：当用编程线连上，同时点击各PLC,右侧连线全都变成绿色，表示网络配置成功，如果有红色，表示配置不成功。注意：如上图，是以PLC2为主节点，网络类型为TOOLBUS(2)：配置数据连接图点击“数据连接”菜单，再选“设置”，出现一个“数据连接”对话框，如下图：确定后出现“数据链接组件”界面，如下图：单击需配置的节点，如节点1，右侧出现相关的数据链接地址，根据需要配置“链接启动通道”，进行手动配置数据链接表。(3):东二环数据链接表如下图为东二环：在上面的四个图，椭圆为发送，矩形为接收，相应的颜色表示是那个节点发送的。配置好数据链接表后，就可以与主节点PLC进行链接，把数据链接表下载到PLC,如上图，点击“在线”，传到PLC,可以选择“有节点进行网络操作”只要在主节点PLC就可以把表发送到各个PLC中。点击“在线”，“数据链接操作/状态”，激活各个节点。点击“在线”“从PLC传送”，可以上载数据链接表。注意，如果整个系统PLC断电，后又送电，CONTROL LINK模块中的LINK灯不亮，说明整个数据链接没有启动，可以置主节点的DM区的一个位置为1，CJ/CS系列启动位如下：DM30000+100*LINK模块的单元号，在这个字的第0位置为1。九：PLC显示屏操作手册（1） 连接PLC打开CX-DESIGNER VER1.0软件，如下图：CX-DESIGNER界面如下：单击“PT”,“传输”，“传输PT到PC”如下图：可以上载触摸屏的程序。单击设置，如下图：选择“通信方法设置”一般选择serial,再单击设置：如下图：选择与你的电脑通信的串口号。确定，回到如下图：单击是，就可以从触摸屏上载到你的电脑了。如果你已经编好了触摸屏的程序，要下载到PLC,从“文件”“打开项目”就打开一个项目，如图：单击“PT”,“传输”，“传输PC到PT” 如下图：可以下载触摸屏的程序，其他设置通上载一样。注意：当PLC的RS232端口设置为SYSMAC WAY 时，除了CIO区外，其他区的地址不能传输到触摸屏，所以PLC的RS232口要设置成TOOLBUS,同时项目当中要选择使用触摸屏的那个端口，是A口还是B口。在项目当中，单击“PT”，“通信设置”，出现如下图：注意：要把协议设置为NT LINK(1:N),PLC的RS232才可以与触摸屏进行通信。（2）：东二环触摸屏操作实例 1)：用户登陆介面PLC显示屏是一个直观、快捷的用户控制终端，通过图形化的控制软件进行操作，具有简单、易学的特点，更好地减轻使用人员的工作强度。用户登陆时，点击显示屏中的按钮。用户登陆介面如图形1-1图1-12）控制面板控制面板有六个主控件，其中五个用户控制操作及一个退出按键（如图2-1）。在控制面板中通过点击各个主控件进行各个功能操作。用户登陆后会直接进入某一个主控件下，例如初次登陆时，会在左洞交通控制面板下。在操作过程中，进入任一个控制面板都可以通过点击按钮，然后退出。图2-13）功能控件用户控制分为5个部分，包括左洞交通、右洞交通、左洞通风、右洞通风及水泵控制。用户操作完成后，通过点击按钮，退出操作介面。31交通控制交通控制包括有左右洞交通，控制面板下有交通灯控制、车道指示灯控制（如图3-1）。图3-1当控制交通灯时，通过点击交通灯控制区的各个按钮进行设置。例如：进行通行控制，点击绿色方形按钮，点击后按钮变灰色。需要交通灯显示的状态，点击对应的颜色按钮即可。车道通行灯的控制，点击按钮后会显示三个选择项（通行、逆行及禁行）如图3-2。按需要选择相应的选项即可。图3-232通风控制通风控制包括有左右洞通风，控制面板下有环境参数检测区、风机状态显示区及风机控制区（如图3-3）。图3-3环境参数是通过传感器实时检测的数据，风机状态包括有停转、正转、反转和故障四种状态。风机控制区内，每个按键控制一组风机，通过点击按钮后会显示三种控制选项：正转、反转及停转（如图3-4）。图3-433水泵控制水泵控制包括有潜水泵控制及消防泵控制，控制面板下有水泵控制区、状态指示区制区（如图3-5）。图3-5水泵控制通过控制区的控制按钮进行水泵的启动与停止操作。点击按钮后，水泵开始工作；再次点击后，水泵停止运行（如图3-6）。图3-6十：全密封光度传感器使用说明(1):概述本传感器主要用于工业现场（隧道、人工气候室、建筑等）照明的测量。本传感器按功能分为亮度传感器和照度传感器,分别接收亮度或者照度信号，输出DC 4mA20mA的电流信号，具有超强的带电阻负载能力,可满足各种工业仪器仪表的接口要求，特别适合多点、全方位测量组态。(2):特点及技术指标1、供电：DC24V（允许DC 20V25V），最大功耗：40mA； 2、信号测量类型：光亮度或者光照度；3、全密封光度传感器的规格、参数见表一：表一：全密封光度传感器的规格、参数用途输出信号型号量程备注亮度测量DC 4mA20mAV-10141AI030300cd/m2可根据要求定制V-10141AI6506500cd/m2照度测量V-10111AI1001000Lx可根据要求定制 说明：亮度测量视角分为两种：(1) 20；(2) 水平40，垂直30。4、转换精度：3%；5、传感器带载能力：250800；6、工作环境温度：-2550；7、全密封、防水、防尘、防腐蚀，可全天候工作；8、防护罩等级：IP65；9、防爆类型：本质安全型；10、传感器引线长度为10米（特殊定制长度最大可达100米）。(3):接线说明本传感器的引线通过3芯屏蔽线接四芯航空插头与二次仪表相连。其各引线的对应关系如下：四芯航空插头的第4脚-3芯屏蔽线的红线-电源（+）四芯航空插头的第3脚-3芯屏蔽线的屏蔽层-地线四芯航空插头的第2脚-3芯屏蔽线的黄线-地线四芯航空插头的第1脚-3芯屏蔽线的绿线-信号输出（+） 本传感器也可以采用本公司专用的电源适配器供电。电源适配器输入：AC 100V240V，50Hz/60Hz；电源适配器输出：DC 24V10%，100mA；信号输出为单芯屏蔽线，与二次仪表相连的对应关系如下：单芯屏蔽线的屏蔽层-传感器信号输出（-）单芯屏蔽线的芯线-传感器信号输出（+） 说明：1）、在传感器内部已经将传感器的电源负极和信号输出的负极短接； 2）、接线时特别注意传感器的电源接线，防止极性接反。(4):使用说明1、 按接线要求将对应的接线接好；2、 将全密封光度传感器置于需要的位置；3、 信号输出：传感器随着被测信号的变化线性输出直流 4mA20mA的电流。被测信号和输出电流的关系如下：LX=（L0/（204）（IX4）=（L0/16）（IX4）LX：被测信号的大小；L0：传感器量程，具体参见表一；IX：传感器输出的电流信号, 单位为mA。4、 如果配有合适的二次显示仪表并定标后，此时二次仪表的显示值即为被测光度量。(5):传感器的外形尺寸及安装尺寸 传感器的外形尺寸及安装尺寸见图1图3： 图1照度传感器外形尺寸及安装尺寸 图2 20视角亮度传感器外形尺寸及安装尺寸 图3 水平40，垂直30视角亮度传感器外形尺寸及安装尺寸 十一：CO/VI测量仪及风速/风向测量仪日常维护指导书(1)CO/VI测量原理：使用红外线和可见光技术来测量一氧化碳和能见度。由一个能够反射可见光和红外线的发射接收器与安装在3米外的反射器组成。反射回的光束被发射接收器接收，通过计算衰减值测量出CO浓度和能见度。CO浓度的测量使用CO吸收特定波长红外线/参照气瓶相关技术，得到准确、低漂移的数据。能见度的测量使用一个高强度并经过调制的LED可见光源，实现高精度的测量。而且不受隧道内其它杂散光源的影响。(2): CO/VI技术指标：测量光路距离：3米（往返光路6米）测量范围：CO：0 400PPM 。能见度：0 35 x 10-3m-1模拟量输出：2 x 420mA电流隔离输出电源：17（12）VDC; 50（25）W1.除尘CO/VI系统属低维护仪器。日常维护工作只需保持发射接收器镜头和反射器镜面清洁，CO/VI的发射接收器镜头和反射器发射器上的镜面，通常每36个月清洁一次.清洁时，移开仪器前面安装架上的防尘筒，就可以看到镜头。用一块柔软的干布清洁镜头和防尘罩。不必重新校准传感器。注意事项：1、在安装和维护仪器时不要把后盖及其它部位上的密封圈拆掉。没有密封圈会导致大量水汽和灰尘进入仪器内部并附着在探测器表面和镜头表面上，这样会严重影响测量值和仪器的调整或损坏。 2、在取下防尘筒时，不能用力触动发射接收器设备和反光器设备。2.数据示值为0可能原因：a.断电：220V电源未通上。电源箱的保险管被烧。更换电源箱内4A的保险管。 b.设备正常但数据线断路或松动数据不能传输到上位机需检查设备与上位机之间的线路是否连接正常。3.数据示值出现高值：CO超过150PPM、VI超过10 x 10-3m-1直接与我公司技术员联系。风速/风向测量仪测量原理：采用超声波技术测量空气流速，检测器由一个单独的发射器和四个排列接受器组成，根据四个接受器接收到超声波信号的相位差就可以计算出风速和风向数值。 风速/风向测量仪技术指标：测量范围：-30米/秒 +30米/秒，最高+80米/秒（定制）模拟量输出：2 x 420mA电流隔离输出电源：17（12）VDC; 50（25）W维护：不需要任何常规维护。注意事项：1、 仪器及电源控制箱上的电线防水接头及螺纹盲盖，不仅要有O形密封圈，而且要装配好，没有密封圈会导致大量水汽和灰尘进入仪器内部，这样会严重影响测量值和仪器的调整或者会损坏设备。2、 不要松动连接部位的螺丝钉。3、 不要触动发射器和接受器。因为这些发射器和接受器均是用胶接固定的。(3): COVI、风速仪技术方案1)隧道CO/VI检测器1、型号：AQM2、设备描述：CO/VI检测器为隧道专用型CO和能见度检测装置，安装在隧道边墙上，为隧道中控提供隧道内CO和能见度检测值，作为通风和营运的基本依据。检测探头上设有工程服务接口，通过数据线与装有专用软件的笔记本电脑连接，以此软件对探头检测的数据进行处理和计算，并通过软件对CO/VI检测器进行校直、标定、增益调节、故障诊断等一系列设置。检测器的计算单元集成在检测探头内，输出的模拟和开关量信号可接入附近的PLC，再通过数据光端机和光纤接入中控室。3、设备组成：AQM隧道CO/VI检测器1套由以下部件组成1) 发射/接收器（含信号处理单元） 1个2) 反射器 1个3) 安装支架 2套 4) 电源箱 1个4、主要功能与技术指标测量原理：CO：红外光吸收率检测，气体相关滤波技术，具备自我校准和自动零点功能（详见三、CO/VI测量CO原理说明）VI（能见度）：脉冲式可见光透射率检测，具备自我校准和自动零点功能（详见四、CO/VI测量能见度原理说明）探头距离：3米安装方式：隧道车行方向，隧道壁右侧，34米高度测量范围：CO：0400ppm（其它量程出厂可调）VI：K=035x10-3m1（其它量程出厂可调）测量精度：CO：1ppmVI： 0.1x10-3m1平均时间：0.1秒60分钟模拟量输出：2路420mA电流隔离输出，分别对应CO和VI值，最大负载阻抗500开关量输出：2SPCO无源继电器触点，0.25A/125VAC，1A/30VDC，0.25A/100VDC， 可配置为故障报警或极限值报警通讯接口：RS232，RS485，RS422 供电电压：76265VAC，50Hz/60Hz环境温度：-50+70oC防护等级：IP67（喷塑铝合金壳体） CE认证：符合EMC指令89/336/EEC、低电压指令73/23/EEC的要求（制造商：CODEL，英国）5、安装方式 根据联合设计图纸的要求，直接安装于隧道壁上。传输信号线缆使用双绞屏蔽线。2)隧道风速风向检测器1、型号：AFM2、设备描述：设备为隧道专用型，检测探头安装在隧道边墙上，为隧道中控室提供隧道内风速、风向检测值，作为通风和营运的基本依据。检测探头上设有工程服务接口，通过数据线与装有专用软件的笔记本电脑连接，以此软件对探头检测的数据进行处理和计算，并通过软件对风速风向检测器进行增益调节、故障诊断等一系列设置。检测器的计算单元集成在检测探头中，输出的模拟和开关量信号可接入附近的PLC，再通过数据光端机和光纤接入中控室。3、设备组成：AFM风速风向检测器1套由以下部件组成：1) 发射/接收探头（含信号处理单元）1个2) 电源箱 1个4、主要技术指标测量原理：超声波技术，接收信号相位差测量（详见五、风速风向仪原理说明）安装方式：隧道车行方向，隧道壁右侧，34米高度测量范围：-30米/秒 至 +30米/秒（其它量程出厂可调）测量精度：0.1米/秒平均时间：0.1秒60分钟模拟输出：2420mA电流隔离输出，可输出正、反向风速，最大负载阻抗500开关量输出：2SPCO无源继电器触点，0.25A/125VAC，1A/30VDC，0.25A/100VDC 配置为故障报警和风向输出通讯接口：RS232，RS485，RS 422供电电压：76265VAC，50Hz/60Hz环境温度：-50至+70防护等级：IP67（喷塑铝合金壳体） CE认证：符合EMC指令89/336/EEC、低电压指令73/23/EEC要求（制造商：CODEL，英国）5、安装方式 根据联合设计图纸的要求，直接安装在隧道壁上。传输信号线缆使用双绞屏蔽线。3)CO/VI测量CO原理说明1、原理说明一氧化碳能够吸收红外线能量，其吸收光谱集中在波长4.7m。、这种光谱特点在这里用来测量CO气体的浓度。但是由于其他气体也会吸收红外线能量，简单的测出发射光强和接收光强来计算CO浓度必然会因为其它气体成分的变化使得CO测值发生偏移，在这里采用气体相关滤波技术来解决这个问题。气体相关滤波技术：如果将一个高浓度的CO样气瓶放入红外线光路中，气瓶会吸收上述光谱的全部光线并达到一个饱和点，即使再有更多的CO气体也不会导致红外线的进一步衰减。在有和没有CO样气瓶的情况下，分别测量红外线的衰减，就可以测出空气中CO的浓度。由于把CO样气瓶做为一个特有的过滤器，抵消了其它气体对红外线的能量吸收，所以这种测量方法对其它气体具有极低的敏感性。CO测量原理示意图如图所示，红外线经由一个镜头发射到反射镜上，第二个镜头接收反射能量并且聚焦给红外探测器。紧靠在传感器前面的是装有CO样气瓶的轮盘。轮盘以恒定的1Hz速度旋转。不断测出红外线经过和不经过CO样气瓶时的红外线能量。红外发射器发射的是在4.7m附近的一定带宽的光能量，接收端有过滤器只接收4.4m5.0m的红外线，我们把它分为与CO吸收光谱对应的光强（）和其它波长的光强（）。发射光强 接收光强 其中是系统的损失率，包括散射掉的红外光、透镜等系统零件的吸收。是镜头上灰尘的吸收率。是空气以及空气中的悬浮颗粒物的吸收率。是CO的吸收率。不经过气瓶时，接收光强 经过气瓶时，CO气瓶会吸收对应CO吸收光谱的全部光线，接收光强 不会随发射光功率的变化而变化，所以可以测得准确的吸收率，并不要求发射光功率绝对稳定。CO含量是吸收率的函数所以CO浓度 由此可以看出，CO浓度只和经过和不经过气瓶时的接收光强、有关，和系统损失、光路中的悬浮颗粒物以及空气的吸收率都无关。实际计算时，仪器会首先计算出Y值，再根据Y值计算出CO浓度。其中SC是校准系数。Dmeasured是测得的不经过气瓶的光强值。Dreference是测得的不经过气瓶的光强值。CO浓度 2、自我校准开放环境测量设备只能在隧道污染物水平为零时准确校准。这一般只能是在隧道关闭的时候。仪器可以从测量模式进入校准模式，这时不再用当前的校准系数计算Y值，而是按照前述的公式，基于污染物为零的假设将Y值设为零，计算出校准系数。在回到测量模式时，根据最后一次校准计算出SC值，并存储于非易失性存储器中，用于将来计算Y值。3、自动零点经过一段时间以后，输出测值会发生漂移，直到重新校准。在开放环境工作的隧道监测仪器，校准只能在隧道关闭时进行，除非采用自动调整和补偿漂移的办法。TunnelCRAFT 系统采用了自动零点方法。该方法基于这样一种假设，在隧道运行过程中总会有一段时间污染物水平为零。这种情况经常发生于夜间交通流量小的时候。测值漂移有可能是正值或者负值。首先假定是正漂移，TunnelCRAFT 系统会配置为输出值随着时间缓慢均匀地下降。下降地速率是可调的，目的是使下降速率大于示值正漂移，以使得经过长时间以后，输出示值为负偏差。当隧道内的污染物水平降为零时，会使得仪器输出一个负值。当测得负值时，仪器的程序会重新调整校准系数，这就可以充分利用每一个零污染物周期调整校准系数。输出值自动衰减速率从每天1ppm开始可调。如果零污染物状况适度经常发生，比如每天，这种方法引入的绝对误差会控制在仪器整体精度之内。4)CO/VI测量能见度原理说明1、原理说明如图所示,测量用的可见光线从一个脉冲LED上产生,经镜头投射到反射端的反光镜上。发射接收端有2个传感器，一个在可见光发射器内，测量发射光脉冲的亮度，另一个在可见光探测器内，测量反射回的光脉冲的亮度。来自两个传感器的信号的比率就是测量的透射率。内部微处理器随后以m-1作单位计算出能见度系数K。LED发射器是由微处理器控制的。每秒产生4组脉冲，每组脉冲由96个脉冲组成，每个脉冲的宽度都小于100秒。这些短暂的脉冲使仪器的运行不会被隧道内其他光源的干扰。Dt1、Dr1Dt2、Dr2如图所示，在LED开启时测得发射光强Dt1和接收光强Dr1，在LED关闭时测得发射光强Dt2和接收光强Dr2。使用差值来计算透射率，可以很好地避免受到其他光源的干扰。透射率：空气中悬浮的微小颗粒使穿过空气的光线发生散射，从而使其亮度减弱。穿过空气的光强度I和初始光强度I0遵循兰伯特比尔定律：II0e-KL这里的K就是能见度系数，L是光路的长度。I/I0是被测光线与初始光线I0亮度的比率，称作系统的透射率T。Te-KL能见度系数： 单位是m-1实际计算时，仪器会首先计算出不透明度值，再根据不透明度值计算出K值。其中SC是校准系数。2、自我校准通常仪器要在隧道关闭，不透明度为零时进行校准。通过选择校准模式对仪器进行校准，这时仪器不再使用已有的校准系数计算不透明度值，而是假设不透明度值为零并计算出需要的校准系数。在回到测量模式时，根据最后一次校准计算出SC值，并存储于非易失性存储器中，用于将来计算不透明度值。3、自动零点不透明度的准确测量依赖于仪器表面保持洁净。如果仪器镜头或者反射镜表面玷污就会降低接收光线的强度，从而增大测得的不透明度值。经过一段时间之后，镜头和反射镜表面会慢慢地覆盖越来越多的污染物，结果造成测得的不透明度值逐步增大，这种现象表现为一个持久稳定的正漂移。这个问题有两个解决办法。一个是经常清洁镜头和反射镜表面，但是做为公路隧道，不关闭的话不太可能进行这个工作。另一个办法是自动补偿不断增加的污染物的影响。TunnelCRAFT 采用的技巧建立在这样一个假设的基础上，这就是在一天当中总会有一段时间的低不透明度周期。这个时间经常发生在夜间车流量小的时候。这个时间为测量提供了参考条件。通常的工作条件下，污染物的影响会使测得的不透明度值缓慢增大。为了补偿这个影响，仪器内部的程序会以一定速度缓慢降低测得的不透明度值，这个速度高于污染物造成的不透明度值增加的速度。经过一段时间之后，这就会造成仪器示值略微偏低。在不透明度为零的时间段，就会导致仪器输出一个负的不透明度值。由于负的不透明度值是不可能出现的，所以这个负的偏移马上会被修正，校准值会修改。使用这种方法，不管零不透明度时间段什么时候出现，都可以用来修正测量校准值，这就允许仪器长期使用，不需要频繁地对镜头、反射镜进行清洁。5)风速风向仪原理说明如上图所示，Tx为超声波发射器，Rx(1)、Rx(2)、Rx(3)、Rx(4)为超声波接收器。当风向与箭头方向相同时，A、B的传输时间会随着风速的增加而加长，C、D的传输时间会随着风速的增加而减短；当风向与箭头方向相反时，A、B的传输时间减短，C、D的传输时间加长。具体分析如下：如上图所示：风速为V时，A、B两个路径的时间传输时间分别为： C是超声波在空气中的速度。A、 B两个路径的时间差:因为VC，所以 风速 测量高速风时，使用接收器Rx(2)、Rx(3)，2L0.04米，如果风速20m/S，t9uS；测量低速风时，使用接收器Rx(1)、Rx(4)，2L0.14米，如果风速6m/S，t9.3uS。如果超声波频率为40k，周期T=25uS，上述2个tT/2。通过测量同一时间接收到的两个接收器的信号相位差即可精确测出风速。接收器1、2 t接收器4、3 (4) 照度仪，亮度仪等设备技术方案照度仪（用于洞外）1) 产品描述本产品用于检测隧道内外的光强度，成对安装。隧道入口外一只，检测隧道外亮度；洞内一只，检测隧道内照度。l 按照C.I.E.规定的人眼视觉光谱曲线进行滤光片校正，符合人眼视觉。l 光学镜头成像式测量。l 高稳定性信号放大电路设计，在低亮度时输出稳定的信号。l 自动温度补偿电路设计，宽工作温度范围，极低的温度漂移。l 防水防尘设计，可以承受雨淋和直接水冲洗。l 内部带加热器，有效防止窗口结露。l 外壳具备IP66的防护能力。2) 设备组成LU-100亮度检测仪由以下部件组成a. 测量头 1个b. 安装支架 1个3) 技术指标：测 量 范 围 ：0 6500cd/m2（其它范围可在出厂时定制）示 值 误 差 ： 3%示值重复性 ：0.2%光谱响应误差：4%测 量 角 度 ：-20- + 70开关量输出 ：3组继电器触点信 号 输 出 ：4 20mA负 载 阻 抗 ：500输出信号保护：24V工 作 温 度 ：30 60工 作 湿 度 ：0% 100%防 护 等 级 ：IP66工 作 电 源 ：AC22V/50Hz 35W4） 安装方式 支架式安装(5): 照度仪（用于洞内）1) 产品描述本产品用于检测隧道内外的光强度，成对安装。隧道入口外一只，检测隧道外亮度；洞内一只，检测隧道内照度。l 按照C.I.E.规定的人眼视觉光谱曲线进行滤光片校正，符合人眼视觉。l 光学镜头成像式测量。l