高速公路隧道监控主要系统知识

隧道监控系统培训手册
华强嘉捷实业
2014年5月8日
目录
一：PLC模块的认识 (4)
1：机架 (4)
（1）主机架图 (4)
（2）：机架的扩展形式 (5)
2：地址分配： (8)
（1）．基本I/O单元的分配：图1.2.1 (8)
（2）．特殊I/O单元的通道分配:图1.2.2 (9)
(3):CPU总线单元的通道分配 (10)
（4）：各种模块图 (10)
二：CPU的结构： (11)
(1)：CPU的结构图： (11)
（2）：CPU指示灯 (12)
（3）：CPU的连接： (12)
（4）：DIP开关 (13)
（5）：.电池 (14)
三：模拟量模块 (14)
(1)．接线: (14)
(2)：对应关系： (15)
（3）：操作步骤 (15)
四：CONTROLLER LINK模块 (16)
（1）结构图 (16)
（2）：CONTROL LINK模块光纤环网图 (17)
五：东二环PLC网络图 (17)
六：CX_PROGRAMMER软件的使用： (18)
（1）制作电缆 (18)
（2）：安装CX_PROGRAMMER (18)
（3）:连接CPU (18)
七：CX-PROTOCOL软件的使用 (23)
（1）PROTOCOL 软件的连接 (23)
（2）创建协议 (26)
（3）东二环的协议实例 (27)
(4):CX-PROTOCOL 与CX-PROGRAMMER之间的关系 (30)
1）PMCR指令参数说明 (30)
2）说明实例： (31)
八：CX-NET软件的使用 (32)
（1）连接PLC (32)
(2)：配置数据连接图 (35)
(3):东二环数据表 (35)
九：PLC显示屏操作手册 (38)
（1）连接PLC (38)
（2）：东二环触摸屏操作实例 (43)
1)：用户登陆介面 (43)
2）控制面板 (44)
3）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 (53)
1)隧道CO/VI检测器 (54)
2)隧道风速风向检测器 (55)
3)CO/VI测量CO原理说明 (56)
4)CO/VI测量能见度原理说明 (58)
5)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） (62)
1) 产品描述 (62)
2) 设备组成 (62)
3) 技术指标： (62)
4）安装方式 (62)
(5): 照度仪（用于洞） (63)
1) 产品描述 (63)
2）设备组成 (63)
3）技术指标 (63)
4）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，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，设定的围为00—95.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*10——2000+N*10+9
DM： DM20000+N*100——20000+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，设定的围为00—16.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*25——2000+N*10+24
DM： DM30000+N*100——30000+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 km
50/125 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）P ROTOCOL 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）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：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地址，根据需要配置“启动通道”，进行手动配置数据表。

(3):东二环数据表
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。

配置好数据表后，就可以与主节点PLC进行，把数据表下载到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”，“数据操作/状态”，激活各个节点。

点击“在线”“从PLC传送”，可以上载数据表。

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1-1
2）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2-1
3）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。

3．1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3-2
3．2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，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3-4
3．3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 4mA～20mA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 20V～25V），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
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：250Ω～800Ω；
6、工作环境温度：-25℃～50℃；
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 100V~240V，50Hz/60Hz；电源适配器输出：DC 24V±10%，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 4mA～20mA的电流。

被测信号和输出电流的关系如下：
L
X =（L
/（20－4））×（I
X
－4）=（L
/16）×（I
X
－4）
L
X
：被测信号的大小；
L
：传感器量程，具体参见表一；
I
X
：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：。