ĐỒ ÁN MÔ HÌNH NGÃ TƯ GIAO THÔNG ĐIỀU KHIỂN PLC Hiện nay, tình hình giao thông ở Việt Nam ngày một nghiêm trọng do tình trạng kẹt xe liên tục diễn ra trên các tuyến đường lớn và nhỏ, ngã tư,.. đặt biệt là vào khung giờ cao điểm, chúng ta có thể thấy hầu hết các cột đèn giao thông đều được chỉnh theo một số giây hay phút cố định nào đó và dẫn đến khi lưu thông trên các tuyến đường, dù tuyến đường đó đông hay không đông thì đèn giao thông vẫn chạy theo số giây đã được cài đặt sẵn, không có sự thay đổi dẫn đến vấn đề ùn tắc diễn ra liên tục.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNIC BỘ MÔN: ĐIỆN – CƠ KHÍ - - BÁO CÁO DỰ ÁN Đề Tài: Sử dụng PLC điều khiển đèn giao thông theo thời gian thực ngã tư GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS Nguyễn Ngọc Tuấn SINH VIÊN THỰC HIỆN : SINH VIÊN LỚP : HÀ NỘI – 2021 DỰ ÁN MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN DỰ ÁN DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Nội dung nghiên cứu 1.3 Phương pháp thực đề tài CHƯƠNG II: VẬT TƯ, CÔNG CỤ VÀ PHẦN MỀM SỬ DỤNG 11 2.1 PLC S7-1200 11 2.2 Module PLC S7-1200 12 2.2.1 Modulde mở rộng 12 2.2.2 CPU 12 2.3 Một số thiết bị khác 14 2.4 TIA Portal 15 2.4.1 TIA Portal v15.1 15 2.4.2 Giao thức kết nối 16 2.4.3 Cách sử dụng TIA Portal V15.1 16 2.5 Phần mềm Proteus 8.11 20 2.6 Phần mềm Altium 22 2.6.1 Vẽ mạch nguyên lý phần mềm Altium 23 2.6.2 Vẽ mạch in 25 2.7 Phần mềm Autocad 27 CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA DỰ ÁN 32 3.1 Sơ đồ mơ hình 32 3.2 Sơ đồ mạch nguyên lý sơ đồ đấu nối 33 3.3 Nguyên lý hoạt động dự án 36 CHƯƠNG IV: THI CÔNG VÀ KIỂM THỬ HỆ THỐNG 39 4.1 Thi công hệ thống 39 4.2 Kiểm thử hệ thống 42 4.2.1 Kết vận hành chế độ Manual 42 NHÓM 2 LỚP: AC16302 DỰ ÁN 4.2.2 Kết vận hành chế độ Auto 43 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN 45 5.1 Kết đạt 45 5.2 Hạn chế đề tài 45 5.3 Hướng phát triển đề tài 45 PHỤ LỤC A Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC B Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 NHÓM LỚP: AC16302 DỰ ÁN LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, tình hình giao thơng Việt Nam ngày nghiêm trọng tình trạng kẹt xe liên tục diễn tuyến đường lớn nhỏ, ngã tư, đặt biệt vào khung cao điểm, thấy hầu hết cột đèn giao thông chỉnh theo số giây hay phút cố định dẫn đến lưu thơng tuyến đường, dù tuyến đường đơng hay khơng đơng đèn giao thơng chạy theo số giây cài đặt sẵn, khơng có thay đổi dẫn đến vấn đề ùn tắc diễn liên tục Nhóm em trau dồi lượng kiến thức đáng kể ngành điện công nghiệp gợi nhớ, khắc sâu kiến thức nhóm em trau dồi suốt q trình học mơn liên quan đến ngành điện cơng nghiệp, tìm hiểu thêm điều hữu ích mơn từ nhiều nguồn: thực tế, sách, internet, hướng dẫn từ thầy giúp đỡ bạn, đem kiến thức sau ứng dụng vào cơng việc sống Và nhận thấy vấn đề này, nhóm em nghiên cứu chọn đề tài: “Sử dụng PLC điều khiển đèn giao thông theo thời gian thực ngã tư.” Đề tài không xa lạ với người, đến với đề tài nhóm chúng em muốn hướng đến mơ hình đèn giao thơng có đầy đủ số chế độ để tối ưu, chế độ hoạt động theo thời gian thực Đề tài giúp chúng em hiểu rõ PLC, đồng thời tích lũy thêm nhiều kiến thức Đặc biệt kinh nghiệm q trình lắp mạch, nhóm cọ xát nhiều hơn, tiếp xúc thực tế cơng việc bên ngồi nhiều cách lắp đặt dây thiết bị Thực tế song thời gian kiến thức có hạn, nên đề tài cịn nhiều điểm thiếu sót Nhóm mong nhận góp ý thầy để cao chất lượng đề tài phát triển Chúng em xin gửi đến Quý thầy cô trường Cao đẳng thực hành FPT Polytechnic giáo viên khoa Điện- Cơ khí lời cảm ơn chân thành Đặc biệt thầy Nguyễn Ngọc Tuấn tận tình hướng dẫn chúng em hồn thành đề tài “Mơ hình điều khiển đèn giao thơng ngã tư” Nhóm em xin kính chúc Q thầy thật nhiều sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! NHÓM LỚP: AC16302 DỰ ÁN TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN DỰ ÁN Giai đoạn Họ tên Nội dung/Nhiệm vụ Tìm hiểu lý chọn đề tài,đặt yêu cầu đề tài Vũ Khả Hồng Quân Tìm hiểu phần mềm để làm đề tài,phân tích u cầu cơng nghệ Hồng Văn Đức Tìm hiểu phương pháp thực đề tài Nguyễn Văn Thiện Tìm hiểu đưa bước để thực triển khai làm đề tài Lê Minh Khiêm Tính chọn,thiết kế phần cứng,tìm hiểu thiết bị làm sản phẩm… Vũ Khả Hồng Qn Làm sơ đồ thuật tốn,sơ đồ khối mơ hình,tìm hiểu chương trình nạp cho PLC Hồng Văn Đức Làm sơ đồ nguyên lý thiết bị, đấu nối thiết bị cho PLC,thiết kế chương trình cho dự án… Nguyễn Văn Thiện Lê Minh Khiêm NHĨM Lê Minh Khiêm Vũ Khả Hồng Qn Hồng Văn Đức Nguyễn Văn Thiện Ngày hoàn thành Trước ngày 13/11/2021 Trước ngày 30/11/2021 Kiểm thử hệ thống, Demo dự án phần Trước ngày cứng,làm báo cáo,kết luận ưu 7/12/2021 nhược điểm đề tài … LỚP: AC16302 DỰ ÁN DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Tắc đường cao điểm ngã tư Hình 1.2: Sơ đồ bước thực dự án Hình 2.1: Bộ điều khiển PLC S7 – 1200 11 Hình 2.2: Hình ảnh thực tế module mở rộng SM 1222RLY 12 Hình 2.3: Giao diện mở đầu TIA portal V15.1 16 Hình 2.4: Giao diện TIA Portal_1 17 Hình 2.5: Giao diện TIA Portal_2 17 Hình 2.6: Màn hình lập trình TIA Portal 18 Hình 2.7: Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_1 18 Hình 2.8: Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_2 19 Hình 2.9: Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_3 19 Hình 2.10: Nạp chương trình cho PLC từ TIA Portal_4 20 Hình 2.11: Giao diện Proteus 8.11 21 Hình 2.12: Cách tạo Project Proteus 8.11 21 Hình 2.13: Vị trí trang vẽ trang linh kiện 22 Hình 2.14: Giao diện Altium 23 Hình 2.15: Lấy linh kiện Altium 24 Hình 2.16: Mạch nguyên lý Altium 24 Hình 2.17: Cách tạo PCB 25 Hình 2.18: Cách tạo PCB_2 25 Hình 2.19: Cách tạo PCB_3 26 Hình 2.20: Mạch PCB 3D 26 Hình 2.21: Mạch PCB 27 Hình 2.22: Thiết lập 27 Hình 2.23: Thiết lập kích thước 28 Hình 2.24: Các công cụ phần mềm 28 Hình 2.25: Các kích thước vẽ 29 Hình 2.26: Mặt trước cánh tủ điện 29 Hình 2.27: Bố trí thiết bị tủ điện 30 Hình 2.28 : Mặt đáy tủ điện 31 NHÓM LỚP: AC16302 DỰ ÁN Hình 3.1: Sơ đồ khối 32 Hình 3.2 Sơ đồ mạch cách ly 33 Hình 3.3: Sơ đồ mạch giải mã hiển thị Led đoạn 34 Hình 3.4 Sơ đồ đấu nối 35 Hình 3.5: Vị trí hướng đèn giao thơng ngã tư 36 Hình 3.6: Lưu đồ thuật toán 36 Hình 3.7: Giản đồ thời gian trường hợp 37 Hình 3.8: Giản đồ thời gian trường hợp 38 Hình 4.1: Mơ hình đèn giao thông ngã tư 39 Hình 4.2: Cột đèn giao thông 39 Hình 4.3: Mạch in 40 Hình 4.4: Mặt trước tủ điện 40 Hình 4.5: Bên tủ điện 41 Hình 4.6: Tủ điện sau đấu nối dây 42 Hình 4.7: Chế độ ban ngày 42 Hình 4.8: Chế độ ban đêm 43 Hình 4.9: Chế độ Auto ban ngày 43 Hình 4.10: Chế độ Auto ban đêm 44 NHÓM LỚP: AC16302 DỰ ÁN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Đặt vấn đề Ngày xã hội phát triển nhu cầu sở vật chất người ngày tăng Đối với chuyện lại thế, ngày nhu cầu lại ngày nhiều Chính mà tình trạng gia thơng ngày phức tạp để đảm bảo an tồn giao thơng giảm thiểu tai nạn giao thông ngã tư đường nên mơ hình điều khiển đèn giám sát giao thông ngã tư xuất ứng dụng nhiều lĩnh vực giao thông vận tải sử dụng rộng rãi giao thơng đường bộ, đường sắt,…nhưng cịn số điểm chưa hoàn chỉnh thời gian, gây ùn tắc, kẹt xe liên tục tuyến đường vào cao điểm nắm bắt điểm chưa hồn chỉnh nhóm em thiết kế mơ hình đèn giao thơng ngã tư hồn thiện hoạt động hiệu 1.1 Nhằm ứng dụng kiến thức học trường, hướng dẫn giáo viên thiết kế, lập trình, đấu dây ứng dụng thực tế chuyên ngành Điện - Tự động hóa qua mơn học trường, nhóm em muốn thiết kế hệ thống bao hàm tất điều vào đề tài cụ thể liên quan đến Với mong muốn giảm thiểu tình trạng nên nhóm đến định chọn đề tài: “Sử dụng PLC điều khiển đèn giao thông theo thời gian thực ngã tư.” Hình 1.1: Tắc đường cao điểm ngã tư NHÓM LỚP: AC16302 DỰ ÁN 1.2 Nội dung nghiên cứu Do lượng xe ùn tắc 24h hàng ngày khác nhau, nên nhóm em chia làm chế độ hoạt động: F Chế độ bình thường: hệ thống đèn giao thơng hoạt động với thời gian cài đặt trước F Chế độ cảnh báo: hệ thống đèn hoạt động chế độ cảnh báo, tất đèn xanh đỏ hai tuyến ngừng hoạt động, đèn vàng hai tuyến nháy với tần số Hz F Chế độ kết hợp với thời gian thực: hệ thống đèn giao thông hoạt động tự động, vào ban ngày (6h00→22h59) đèn hoạt động chế độ bình thường, vào ban đêm (23h00→5h59) đèn hoạt động chế độ cảnh báo - Điều khiển đèn giao thông tuyến đường - Thiết kế tủ điều khiển hệ thống - Thiết kế, xây dựng mơ hình điều khiển đèn giao thơng; - Lập trình PLC điều khiển đèn giao thơng nhiều chế độ 1.3 Phương pháp thực đề tài Các bước thực đề tài: Hình 1.2: Sơ đồ bước thực dự án NHÓM LỚP: AC16302 DỰ ÁN Sơ đồ khối bước thực dự án vẽ minh họa dự án có phận thành phần biểu diễn khối Các khối liên kết với để hoàn thành sản phẩm Sơ đồ khối bước cung cấp nhìn nhanh chóng, cấp cao dự án để xác định nhanh chóng bước quan tâm bước rắc rối Do quan điểm cấp cao nó, khơng cung cấp mức độ chi tiết cần thiết để lập kế hoạch thực toàn diện Một sơ đồ khối không hiển thị chi tiết dây cơng tắc, cơng việc dự án Sơ đồ khối bước đặc biệt tập trung vào đầu vào đầu bước thực phải rõ ràng dự án Trên sơ đồ khối để thực hồn thành cơng việc dự án cần bước để hồn thiện Gồm khâu phân tích lên ý tưởng mơ sau tính chọn thiết bị để đấu nối NHÓM 10 LỚP: AC16302