【正文】 （3） 本次設(shè)計沒有通過隧道內(nèi)的車流量來改變隧道內(nèi)的照明亮度，在將來的進一步設(shè)計中，會通過隧道內(nèi)的車流量來改變隧道內(nèi)的照明亮度。 本文也存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:（1） 由于本次畢設(shè)時間有限，未完成對通過隧道外光照強度和隧道內(nèi)車輛的速度來對隧道內(nèi)照明的燈具進行實時控制，以及對軟件設(shè)計進一步的優(yōu)化使控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定。（2） 通過對PLC各種性能以及控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟進行了解，本次設(shè)計選擇了西門子PLCs7200，并且在本文中對控制系統(tǒng)硬件設(shè)計進行了詳細的簡紹，包括I/O分配和PLC的接線圖，同時簡介了編程軟件以及系統(tǒng)控制流程圖的設(shè)計。圖13 火災(zāi)情況下的運行 自動控制下的運行模式， 此時為自動控制下的運行，下圖展示的是夏天早上7：00的燈光控制，(開啟照明器A)、（開啟照明器B）、（開啟照明器C）。 圖11 手動控制下的夜間運行 手動控制下的更夜運行，, 此時為手動控制下的多云運行，(開啟照明器A)（開啟照明器B）、（開啟照明器L）。 圖9 手動控制下的多云運行 手動控制下的陰天運行，, 此時為手動控制下的多云運行，(開啟照明器A)、（開啟照明器B）、（開啟照明器C）。 手動控制下的的晴天運行，, 此時為手動控制下的晴天運行，(開啟照明器A)、（開啟照明器B）、（開啟照明器C）、（開啟照明器D）、（開啟照明器E）。支持變量狀態(tài)表的導(dǎo)入。所以該仿真軟件不僅可以用于STEP7編程，還可以用于組態(tài)軟件的測試。它與STEP 7 編程軟件一起，用于在計算機上模擬S7200的功能，可以在開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)和排除錯誤，從而提高用戶程序的質(zhì)量和降低試車的費用。隧道照明系統(tǒng)的軟件設(shè)計梯形圖與STL語言見附錄。在系統(tǒng)啟動時，本文設(shè)計中，系統(tǒng)初始時間設(shè)定為2015年5月1日，8：00：00，星期五。（3）程序編制時，由于PLC的編程語言有很多種，如梯形圖、語句表、邏輯功能圖、邏輯方程式等?？捎昧鞒虉D、框圖、梯形圖等工具來描述。 STL編輯器按照文本語言的形式顯示程序，允許你輸入助記符來創(chuàng)建控制程序，語句表同時是你能夠創(chuàng)建用LAD, FBD無法創(chuàng)建的程序，它與匯編語言非常類似，該種編輯器適用與有經(jīng)驗的編程人員，能解決用LAD, FBD無法解決的問題，不過此時只能使用SIMATIC指令集，同時它還能顯示用LAD.、FBD編輯的程序，反之不一定成立。根據(jù)設(shè)計步驟，在完成了PLC選型以及硬件電路設(shè)計之后，接下來就是關(guān)鍵的軟件設(shè)計，這一部分是實現(xiàn)功能的關(guān)鍵部分。對于輸入模塊，這些保留字節(jié)會在每次輸入刷新周期中被清零；模擬量擴展模塊總是以兩點遞增的方式來分配空間。當(dāng)需要擴展某類的輸入/輸出口時，可以將擴展模塊連接到CPU的右側(cè)形成I/O鏈?？蛇B接7個擴展模塊、最大擴展至168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點，擁有8K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間、6個獨立的30kHZ高速計數(shù)器、2路獨立的20kHZ高速脈沖輸出，具有PID控制器、1個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力，并且I/O端子排可很容易地進行整體拆卸。 PLC的選擇本設(shè)計我們選擇西門S7200系列PLC。（2）根據(jù)控制要求確定所需要的用戶輸入/輸出設(shè)備。其工作程序如圖3所示。當(dāng)CPU處于RUN方式時，還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行白診斷檢查。機器上電后對PLC系統(tǒng)進行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模塊配置檢查，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。智能型編程器有許多不同的應(yīng)用程序軟件包，功能齊全，適應(yīng)的編程語言和方法也較多。它經(jīng)過接口與CPU聯(lián)系，完成人機對話。I/O模塊可以制成各種標(biāo)準(zhǔn)模塊，根據(jù)輸入、輸出點數(shù)來增減和組合。因此一般在產(chǎn)品樣本中所列的存儲器型號和容量，均是指用戶程序存儲器。它包括隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。（1）中央處理單元CPU中央處理器單元一般由控制器、運算器和寄存器組成。提供操作者以監(jiān)視機器/過程工作必需的信息。（5）通信、聯(lián)網(wǎng)功能。（3）數(shù)據(jù)處理功能。用戶只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。燈具的調(diào)光控制器可以通過控制電壓或者電流來實現(xiàn)對功率的無級調(diào)節(jié)來達到節(jié)能的目的，該調(diào)光方式具有反應(yīng)速度快，不產(chǎn)生低次諧波，不影響系統(tǒng)功率因素等優(yōu)點。亮度檢測器、交通流檢測設(shè)備將亮度、交通流參數(shù)傳遞給上位機，上位機通過控制算法處理，通過發(fā)送遠程調(diào)光指令對隧道照明亮度進行控制。無級調(diào)光模式主要針對LED燈、電磁感應(yīng)燈和高壓鈉燈等燈具。如果它和人工手動控制這種方案相結(jié)合，可以達到理想的控制效果。在隧道的照明控制中，分段時序控制方式主要根據(jù)不同地區(qū)的季節(jié)的不同和一天中不同的時段來改變不同照明回路的工作狀態(tài)。為了延長照明器的使用壽命，可以將A類照明回路和B類照明回路更替使用，以防止長期只使用某一類照明器而導(dǎo)致其使用壽命的縮短。每一級模式以及其對應(yīng)的照明器如下所示： 晴天：A+B+C+D+E 多云：A+B+C+D 陰天：A+B+C 夜間：A+B+L 更夜：(A或B)+L其中A、B、C、D、E、L分別是不同的照明器，其對應(yīng)關(guān)系如下表3所示： 表3照明器對應(yīng)表照明器備注A基本照明B基本照明C加強照明 覆蓋全面D加強照明 覆蓋引入段和過渡段E加強照明 覆蓋引入段L隧道路燈照明相較于單回路控制，多回路控制的操作更簡單方便，監(jiān)控人員可根據(jù)日常狀況下人們對天氣的認知，提交不同的照明模式。隧道發(fā)展建設(shè)初期，由于技術(shù)的限制，對于隧道的照明運營一般設(shè)置統(tǒng)一的控制柜，由專人負責(zé)管理，根據(jù)不同的時間由工人決定燈具的開關(guān)數(shù)量。其中照明器的安裝個數(shù)及其燈具之間的距離由亮度計算得出。下圖時白天照明區(qū)段長度及路面最低亮度表[5]。夜間在隧道出口處，正好與白天相反而形成“黑洞”感，使司乘人員無法識別洞外道路的形狀和障礙。為了避免這種“黑洞”感，在隧道入口處需要提高照明亮度，以盡量減少洞內(nèi)外亮度的對比。手動控制方式主要由人工根據(jù)不同的時段及天氣情況而開關(guān)不同的照明配電回路分段時序控制方式是根據(jù)一天中不同的時段而開啟(閉合)相應(yīng)的照明回路；隧道照明的自動控制方式則是利用光強檢測器分別采集隧道內(nèi)外的亮度參數(shù)，經(jīng)過對比處理后，由計算機系統(tǒng)自動控制各個照明回路的開關(guān)，使洞內(nèi)的照明亮度與外界自然光的亮度相適應(yīng)。在燈具各項功能參數(shù)(如功率、養(yǎng)護系數(shù)、光通量、光強值等)和隧道物理參數(shù)(路面寬度、燈具安裝位置等)己知的前提下，和的值只與隧道的燈具數(shù)量、布燈方式、計算區(qū)域以及計算點數(shù)有關(guān)。第二章 隧道照明控制系統(tǒng)方案及PLC的簡介 隧道的照明有照度和亮度兩種計算方法，而能否看清路面及路面上的障礙物，決定于路面及障礙物的亮度，因此在隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，使用的光強檢測器為亮度檢測器，照明控制策略研究也采用了亮度計算的方法。S7－200系列，根據(jù)高速公路隧道照明控制要求分析和選擇了本系統(tǒng)所采用的PLC,以及針對手動控制和分段時序控制方案設(shè)計了基于PLC的硬件與軟件系統(tǒng)。第二章:公路隧道照明控制策略。本章探討實際隧道的控制要求，從而組建控制系統(tǒng)。 隨著我國公路建設(shè)的突飛猛進，隧道通車里程也隨之增加，這就巫待一套比較完善的公路隧道設(shè)計規(guī)范問世。另外，為了迎合人們對公路隧道燈具造型和質(zhì)量要求逐漸加強的需求，國外在公路隧道燈具的結(jié)構(gòu)和外殼材料、外觀質(zhì)量、燈具功能、密封材料、反射器材料、燈具和隧道的匹配，燈具的光學(xué)特性等方面也做了大量的研究。為規(guī)范隧道照明的設(shè)計和施工，降低交通事故的發(fā)生率，80年代以后，各個國家陸續(xù)頒布了隧道照明設(shè)計規(guī)范，1982年CIE(國際照明委員會)制定的()標(biāo)準(zhǔn)在當(dāng)時被廣泛認可，在接下來的1990年和1995年這個標(biāo)準(zhǔn)分別被做了修訂，與此同時，世界各國也隨即執(zhí)行了各自的標(biāo)準(zhǔn)，如日本1990年出版的《隧道照明指南》，1997年的EUROSTD《歐洲隧道照明標(biāo)準(zhǔn)》等，這些發(fā)達國家的照明技術(shù)及照明理論相對我們國家來說比較完善，因而己形成規(guī)范性的標(biāo)準(zhǔn)。（5） 照明控制——合理的照明控制會隨照明需求的變化而適地改變照明水平，以減少不必要的能源浪費。炫光會使人對障礙物的辨認能力下降，危及行車安全。總體亮度均勻度是指隧道內(nèi)部的路面上最小亮度和平均量的比值，縱向均勻度是指在車道軸線上最小路面亮度和最大路面亮度的比值。其中，白天隧道入口段的亮度要根據(jù)隧道外的亮度、車速、入口外額視場和隧道長度來確定。（6） 隧道在白天也需要照明，并且，白天的照明設(shè)計比夜晚更加復(fù)雜。 隧道照明可以改善隧道內(nèi)路面狀況，改善隧道內(nèi)視覺享受，減輕駕駛員疲勞，有利于提高隧道通行能力保證交通安全。因此需在隧道內(nèi)設(shè)置附加電光照明。需采用自動控制系統(tǒng)使洞內(nèi)亮度隨洞外亮度完全同步變化，以消除司機的“暗適應(yīng)”與“明適應(yīng)”的視覺問題，并且最大限度的節(jié)省能源。隧道照明系統(tǒng)主要包括：中間照明段、入口段照明、過渡段照明、出口段照明、應(yīng)急照明、洞外引道照明及接近段減光設(shè)施。由于隧道的特殊結(jié)構(gòu)，它的照明特點也是較為復(fù)雜，在設(shè)計隧道照明時， 必須詳盡的考慮可能影響隧道照明的因素，然后設(shè)計一系列解決這些問題的方案，消除隧道交通可能存在的安全隱患。過渡段的照明水平要進一步的下降，從而為駕駛員提供視覺暗適應(yīng)的時間。如果路面上連續(xù)、反復(fù)的出現(xiàn)亮帶和暗帶，即“斑馬效應(yīng)”，對于在這個車道上的道路使用者而言，會感到很煩躁，會危及到道路安全。隧道照明燈具應(yīng)采用截光型，采取除去直射和反射炫光的特殊技術(shù)措施，形成漫反射，使光線十分柔和的進入眼球。在隧道照明中，根據(jù)晝夜的變化、天氣原因以及車流量的大小因素，通過各種調(diào)光設(shè)備來控制隧道的照明環(huán)境，滿足正常的照明需求。 除此之外，國外許多國家對隧道照明燈具也做了比較深入的研究，而且成立了研究中心，建立了試驗中心，并普遍使用計算機輔助制造技術(shù)(CAM)和計算機輔助設(shè)計(CAD)這兩項比較先進的技術(shù)來支持他們的研究。因此，這些國家生產(chǎn)出來的燈具不僅光效高而且造型美觀，質(zhì)量輕，互換性好，這對提高公路隧道照