摘要：目前，国内隧道照明控制大多采用人工关闭部分照明回路的方法，以降低能耗，这种为了节约用电而故意降低照明亮度的做法，存在一定隐患。因此对隧道照明实施智能控制就显得非常有意义。
关键词：PLC技术；隧道照明；节能控制
一、隧道照明系统结构
隧道照明系统是确保隧道通行能力，保证交通安全的有效方法。尤其是事故高发的隧道进口和出口，照明灯具的选择、安装位置的确定及控制方式的选择都是非常重要的。
笔者所设计的PLC控制系统中的隧道照明控制部件主要使用PHOENIXILC171ETX2TX，通过上位机与PLC通信来完成相应的功能，同时通过光强传感器来获得系统外部的实时状态。因为隧道洞外亮度是影响隧道照明的主要因素之一，故本系统同时采用两种模式的时序控制，以达到较好的隧道照明效果。
二、隧道照明控制系统的硬件环境搭建
在隧道机电设备自动控制系统建设过程中，当外场机电设备和网络工程安装调试及PLC编程环境构建完成后，将进入照明设备的硬件搭建环节。在隧道照明中使用LED照明可以有效避免因隧道亮度不够而导致的安全隐患。
1、网络连接
PHOENIXPLC可以非常方便地采用BootP协议来设置一台新的PLC的IP地址。通过选择设计BootP，SNMP，TFTP中的BootP服务器并输入控制器的MAC地址，完成IP地址、子网掩码和网关地址的设置。通过网线将ILC控制器连接到计算机，ILC控制器重新上电，最终实现网络连接。通信成功后可以启动通信测试，以确保设备正常通信。
2、输入输出接口
针对系统中的每一个设备，PLC都有完整的输入、输出接口，以便实现单台设备的完全控制。针对每个区域范围，根据每台PLC实际接入设备的情况自成体系，实现联动或自动控制。为保证数据通信的正常，需要保证硬件设备及接口PLC与监控软件接口全部采用统一类型的寄存器；针对涉及到的整体系统性协调指令，要实现整个隧道群的控制预案发布、连锁逻辑。对于PLC提供的照明设备输入、输出信号地址，在软件开发阶段通过手动配置把组态软件的IO标签与PLC地址相关联，通过组态软件驱动自动实现实时IO标签与PLC地址的数据同步。负责照明控制的PLC放置在适当距离的机柜中，实现硬件组态。
三、隧道照明控制系统的软件系统实现
隧道照明控制系统采用照明时序控制和照明自动控制两种模式对隧道照明实现按需控制，其中照明时序控制由监控系统与照明系统配合完成，照明自动控制由照明系统自行完成。照明时序控制模式主要在凌晨、上午、中午、下午、晚上、深夜6个时区通过开启或关闭相应的控制回路进行分级控制，对隧道入口段、过渡段和出口段照明进行控制。入口段、过渡段和出口段均布设基本照明灯和加强照明灯，此3段基本照明布设参数与中间段一致。照明自动控制是主控层通过光强检测器实时监控隧道内外光强，根据光强来采用不同的照明策略，据此来保证系统按需照明的有效控制。主要通过隧道内电力监控本地控制器来控制照明回路，实时调节洞内的照明系统。在软件开发阶段手动把软件界面中的图标、文本框和组态软件的IO标签相关联，在软件运行时界面中的图标和文本框中的数字会自动根据PLC对应的输入数据改变状态。图1是两种模式下的隧道照明控制流程图。
图1隧道照明控制流程图
图2隧道照明控制的部分梯形图程序
四、公路隧道工程中LED照明节能技术的应用分析
1、应用要求
第一，LED照明节能技术的一般要求。公路隧道工程中，应用的LED照明系统的制造和检验结果需要满足国家相关标准要求，而且LED照明系统中的灯具需要有三年以上的质保期。
第二，LED照明节能技术的参数要求：要求LED灯具的表面光洁，不存在气孔和裂纹，灯具外壳的防腐蚀等级为Ⅱ级；LED灯具需要具备蝙蝠冀配光曲线，确保路面照明的均匀度与亮度，灯具的光效不能小于100lm/w；LED灯具的适用温度范围为20℃55℃；LED灯具的50000h光衰需要低于30%。
2、应用要点
2.1LED的配光
在公路隧道工程中应用LED照明节能技术时，工作人员需要在解决眩光问题的同时，分析隧道结构特点和LED照明系统安装方式对配光造成的影响，以此选择最佳的横向光束角和纵向光束角，确保LED照明系统的空间光强能够合理分布。一般来说，LED光源的光斑为矩形时，LED光源的均匀度以及LED光源的光线利用率最佳。与此同时，工作人员还需要对LED照明灯具进行二次光学设计，二次光学设计主要是利用多重光学透镜和反射杯进行LED灯具出光效率的提升。
2.2LED的散热
温度会对半导体的性能造成影响，所以LED灯具也会受到温度的影响，如果环境温度升高，LED灯具将会出现如下变化：灯光输出量锐减；LED灯具的使用寿命缩短；LED灯具的光源颜色出现变化。因此，LED灯具需要具备良好的散热性能，保障公路隧道工程的照明效果以及照明系统的使用寿命。LED灯的散热需要综合考虑LED灯具的结构和热电等多种性能，目前常用的LED灯具散热技术又自然散热技术、强制散热技术以及热管散热技术这三种。
第一，自然散热技术，该技术主要是根据自然风的对流和热辐射实现散热，散热成本相对较低，技术的可靠性与稳定性较高，但是对LED灯具的结构要求高；第二，强制散热技术，该技术主要是在LED灯具中安装风扇，通过强制对流进行散热，具有良好的散热效果，但是风扇的使用寿命短，成本和噪音比较高；第三，热管散热技术，该技术是在LED灯具中安装热管作为散热构件，用于散热，散热效果较好，但是成本比较高，而且不美观。总的来说，在公路隧道工程中，优先选择自然散热技术，当自然散热技术的散热效果不满足工程需求时，可以考虑其他散热技术。
2.3电源的选择
在公路隧道工程中，工作人员会根据交通量和洞外亮度的大小进行LED照明灯具亮度的无级调控，以此降低能耗，实现节能环保。也就是说，在公路隧道工程中，照明系统的驱动电源需要接收无级调光相应的信号，还需要通过电流输出的调节实现LED灯光通量的调节。但是在实际的应用中，LED灯并不具备平稳的正向伏安特性，电源的供电难度较大，而且LED灯的工作电流非常敏感，电压的微小变化都会对其造成较大的影响，从而对LED灯的光通量和使用寿命等方面造成影响，使LED灯不满足公路隧道工程的照明需求。因此，工作人员需要为LED灯具配备可靠可控的恒定电源，保障照明系统的稳定运行。
结束语
（1）在现有的公路隧道照明设计标准、城市道路照明设计标准基础上，提出了新的城市隧道五段式照明设置方法，将原来的隧洞外亮度变化而设置的阶梯式多段式过渡，简化至现在的减光段和单一过渡段，节能效果显著。
（2）隧道洞口设置减光段，当洞外亮度较大时，设置减光设施，能够有效防止较强自然光与眩光对人眼的影响，保证隧道运行安全。
（3）在具有照明的隧道中，环境亮度未达到人眼暗视觉范围，人眼识别反应时间很短；隧道内照明指标的高低与设计车速关系不大，与洞外亮度关联度不大，但设置长度与设计车速有较大的关系，车速越高，设置长度越长。
参考文献
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