董琪，MOXA公司
在高速公路機電監控行業中，工業以太網已經廣泛的應用在隧道監控之中。浙江的麗龍高速就選擇了這種方式來通訊從而監控隧道外場的各個設備。
工業以太網交換機在隧道現場的應用
近二十年來，隨著我國公路交通事業飛速發展，公路的等級不斷提高，通車里程逐年攀升，公路建設已成為拉動國民經濟增長的支柱產業和帶動地方經濟發展的龍頭。在山嶺和丘陵地區乃至越江過河的公路建設中，隧道方案以能縮短行車里程，提高線型標準、保障運營安全，保護生態環境等優點，得到普遍應用，并且越修越長，規模越來越大。許多特長隧道、大跨度扁平隧道、雙層隧道、沉管隧道、盾構隧道、高海拔隧道、寒區隧道相繼建成。在堅持可持續發展，切實保護生態環境和有限的土地資源的戰略指導下，長大隧道的建設必然任務越來越重，技術要求越來越高。
麗龍高速是麗水到龍泉、云和的必經之路，起點在麗水市區，終點是龍泉出口，全長102公里，是號稱浙江省“兩龍”的龍麗龍高速中的一段。全長222.3公里，分為龍游至麗水段、麗水至龍泉段。這兩條"龍"，把麗水市沿線五縣(市、區)與龍游縣人口超過10萬以上的城鄉全部連接起來，惠及115個鄉鎮街道，覆蓋百萬以上人口。麗龍高速從北埠到龍泉段共有15座橋梁、29個隧道。在29個隧道中，長度在一公里以上的隧道有10個，其中長度達到2781米的赤石嶺隧道摘取“最長隧道”之稱。
為了使隧道能安全、環保、高效、經濟運行。隧道監控系統是長隧道的安全保障必不可少的，也是保證隧道交通暢通與環保必須的工程設施。
公路長隧道監控系統的建設一般包括隧道監控室、隧道變電所、隧道內現場設備、將這些設備和中控室聯系起來的信息傳輸網絡、以及使這些設備和諧準確運轉的控制軟件。
隧道控制的核心思想就是將所有縱向及橫向的系統有機地結合起來，通過算法分析，最終實現最人性化的自動控制。而所有這一切的核心就是PLC。各PLC負責采集現場檢測設備的信息，處理后傳給隧道控制室，而隧道控制室的控制命令則發給PLC，再由PLC直接控制相應設備。
除了PLC本身必須具備高性能以外，貫穿于整個系統的通訊網絡則是保證PLC成為控制核心的關鍵。隨著隧道建設技術的不斷完善，長隧道、特長隧道已經越來越多，單洞內的PLC就越來越多，這就意味著網絡的結點在不斷增加。通訊網絡不僅要具有較高的通訊速率以保證大量數據的有效傳輸，還必須具有容錯的能力以提高通訊的可靠性，即網絡上出現故障時能夠實現自恢復，同時，構成通訊網絡的設備必須滿足工業級要求，以適應隧道內苛刻的工作環境。
該項目系統設計采用MOXA
EDS-700系列千兆模塊化冗余結構的工業以太網交換機作為主干通訊控制網絡，速率1000M/s，并且在上位組態計算機上安裝SNMP OPC
SERVER，這樣就可以使得組態軟件可以同時監控PLC與工業以太網交換機。隧道現場使用單環百兆冗余結構的緊固式工業以太網交換機EDS-500系列（每個PLC上均使用以太網模塊連接一臺工業以太網交換機）組成通訊鏈路，各隧道與中控室之間采用PORT
TRUNKING方式冗余通訊。
串口設備聯網服務器取代PLC串口模塊
有的高速公路運營管理公司在使用了工業以太網交換機作為PLC的通訊方式后，又采用了更加新穎的方式來完成中控室對外場數據的通訊，即開關量與數據流分離——隧道外場的情報板、車檢器等設備一般對外的接口為RS-485接口。在原來，由于PLC廠家總線的排他性，這些設備均是接到PLC的串口模塊上面。
而現在隧道現場PLC通訊引入了工業以太網交換機后，所有的這些串口設備信息，可以用串口設備聯網服務器來連接并上以太網，從而讓中控室來進行控制。
與直接連接到PLC的串口模塊上相比，這樣做的好處是：
1、降低現場控制端負擔。開關量控制與數據流傳輸分離，有效降低了PLC的負擔。
2、更多的接口數量。一個PLC串口模塊只提供2個串口，而一臺串口服務器提供的串口最多可達32個，減少了PLC模塊槽位的消耗。
3、方便施工的接口種類。接線更加方便。串口服務器上串口除了DB9接頭之外，也可以使用接線端子接頭來接線，方便現場施工。
4、串口服務器帶光電隔離保護，有效保證長距離串口通訊時，串口不受損壞。
5、大部分串口服務器產品支持電阻可調，可選1KΩ/150KΩ
上拉下拉電阻和120Ω終端電阻。我們可以使用終端電阻消除串口信號的反射，同時正確的設置上下拉電阻可以保證組織匹配，從而使中控室向隧道外場設備發送指令信息更加的流暢。
現在，包括重慶的云萬高速和上海的大連路隧道，已經有多個項目在使用這種隧道現場開關量與數據流分離的通訊方式，工業以太網帶給客戶的好處在慢慢的體現出來。相信會有越來越多的客戶選擇這種靈活開放的網絡。而這些衍生出來的新的變化也會慢慢的把它的優勢展現給中國的高速公路管理者們。
