[发明专利]一种基于硬件冗余的设备监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及隧道监控技术领域，特别是涉及一种基于硬件冗余的设备监控系统。

背景技术

在隧道监控领域，基于PLC的监控系统大多数是采用日本OMRON的CS1D型PLC且主要针对公路隧道，其特点是PLC系统作为公路隧道综合监控系统之中的一个子系统，采用分布式结构，公路一个区段对应1套CS1D型PLC系统，每个子系统功能是：1、收集某个区段检测设备检测的信息，一般为CO检测器、能见度检测器和车辆检测器等检测的信息；2、通风控制：根据CO浓度、交通量等情况对风机进行控制，如控制风机投运的台数、风机运转方向、运行时间等；3、照明控制：根据检测到的洞内外光强数据、白天黑夜等情况控制隧道内的照明系统，调节入口及洞内的照明；4、变电站监测：对隧道变电站的电源运行状态和故障状态进行监测。

而公路隧道综合监控系统从上到下为三层网络结构：管理信息网、设备控制网、现场设备网，并采用集中管理、分散控制策略。其中PLC子系统为公路隧道综合监控系统提供底层的现场设备信息，与视频管理子系统、信息发布子系统、火灾报警子系统等共同构成设备控制层，每个子系统均有自身现场设备网，各个子系统给处于管理信息网层的隧道综合管理平台交互数据，由公路隧道综合监控系统记录历史数据及生成紧急事件干预应急指挥策略，生成数据及事件的报表以及跟市政公共管理机构(交通局、消防站等)交互实时或历史信息。

目前的公路隧道综合监控系统存在不足和缺陷：

1、采用了日本OMRON的成套控制技术，不需另行开发，但必须在每一个分布控制的区段配置一整套包含冗余CPU、电源、网络组件和I/O卡的PLC系统，导致整个PLC现场网络层设备硬件多和造价高。对于公路隧道每个区段在I/O设备繁多的情况下用PLC整套系统还能接受，但实际上每个区段I/O设备量并不大(少于256通道)，因此配置整套PLC系统价格高，工程经济性差。

2、日本OMRON的公路隧道综合监控系统配套了定制的公路隧道专用监控软件，但正因为是公路隧道专用监控软件，在实现简单化配置应用的同时失去了系统开放性及灵活性，而且同样从工程的角度而言，虽然不用自行开发软件了，但对子系统的接口约定采用标准接口和协议，灵活性不强；其次，该公路隧道专用监控软件售价高，不能实现工程经济性；最后，该公路隧道专用监控软件是针对公路隧道开发，而公路隧道和下穿隧道的机电设备监控重点是完全不同的，如果不进行相关配置和二次开发也不适用于下穿隧道。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于硬件冗余的设备监控系统，能够在具备硬冗余的前提下降低工程造价、共享硬件资源。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于硬件冗余的设备监控系统，包括主PLC、备用PLC、PLC远程冗余I/O模块、前置工业以太网交换机、触摸屏、后置工业以太网交换机、综合管理上位机、控制上位机和至少一个网关；所述主PLC与所述备用PLC连接且互为热备份；所述主PLC、所述备用PLC和所述触摸屏接入所述前置工业以太网交换机，所述前置工业以太网交换机通过单模光缆连接所述后置工业以太网交换机；所述综合管理上位机和所述控制上位机接入所述后置工业以太网交换机；所述主PLC与所述备用PLC均连接所述PLC远程冗余I/O模块；所述网关通过现场总线接入所述PLC远程冗余I/O模块，且所述网关用于通过RS485总线接入隧道现场设备。

其中，所述主PLC和所述备用PLC安装于同一个机架内且通过冗余光纤连接。

其中，所述主PLC包括主电源和主CPU。

其中，所述备用PLC包括备用电源和备用CPU，所述主CPU和所述备用CPU通过冗余光纤连接。

其中，所述设备监控系统还包括中继器，所述网关通过现场总线连接所述中继器，所述中继器通过现场总线接入所述PLC远程冗余I/O模块。

其中，所述设备监控系统还包括现场I/O卡件，所述中继器通过现场总线连接所述现场I/O卡件，所述现场I/O卡件连接所述PLC远程冗余I/O模块。

其中，所述主PLC、所述备用PLC、所述前置工业以太网交换机、所述触摸屏、所述后置工业以太网交换机、所述综合管理上位机和所述控制上位机之间均采用超五类网线连接。