TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, xã hội ngày càng văn minh và hiện đại, sự phát triển ở đô thị ngày một đi lên Nhu cầu về giao thông ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là trong các khu vực thành thị Do nhu cầu của đời sống con người, đặc biệt là nhu cầu đi lại, các loại phương tiện giao thông đã tăng một cách chóng mặt Riêng tại Việt Nam số lượng xe máy trong những năm qua tăng một cách đột biến, mật độ xe lưu thông trên đường ngày một nhiều, trong khi đó hệ thống đường xá tại Việt Nam còn quá nhiều hạn chế nên thường gây ra các hiện tượng như kẹt xe, ách tắc giao thông, đặc biệt là tai nạn giao thông ngày càng phổ biến trở thành mối hiếm họa cho nhiều người.
Vì lý do đó các luật giao thông lần lượt ra đời và được đưa vào sử dụng một cách lặng lẽ rồi dần trở nên phố biến như hiện nay Trong đó hệ thống đèn giao thông là công cụ điều khiến giao thông công cộng thực tế và hiệu quả có vai trò rất lớn trong việc đảm bảo an toàn và giảm thiếu tai nạn giao thông.
1.1.2 Ứng dụng mạch điều khiển
Với mạch dùng IC sổ có các ưu điểm sau:
- Tổn hao công suất bé, mạch có thế dùng pin hoặc acquy.
- Mạch đơn giản dễ thực hiện Song với việc sử dụng kỹ thuật số rất khó khăn trong việc thay đổi chương trình Muốn thay đổi một yêu cầu nào đó của chương trình thì buộc lòng phải thay đối phần cứng Do đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không thực hiện được nhờ phương pháp này.
Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành kỹ thuật số đặc biệt là cho ra đời các họ vi xử lý, vi điều khiển hay PLC đã giải quyết được những bế tắc và kinh tế hơn mà phương pháp dùng IC số kết nối lại không thực hiện được.
1.1.2.2 Vi mạch dùng kỹ thuật vi xử lí
Ngoài những ưu điếm như đã liệt kê trong phương pháp dùng IC số thì phương pháp dùng kỹ thuật vi xử lý con có những ưu điểm sau:
Ta có thế thay đổi chương trình một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm trong khi đó phần cứng không thay đổi mà mạch dùng IC số không thế thực hiện được mà nếu có thế thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân cũng khó tiếp cận, dễ nhầm.
Số linh kiện đế sử dụng trong mạch ít hơn.
Mạch đơn giản hơn so với mạch dùng IC số Song do phần cứng của vi xử lý chỉ sử dụng CPU đơn chíp mà không có các bộ nhớ Ram, Rom, các bộ timer, hệ thống ngắt Nên việc viết chương trình gặp nhiều khó khăn Do vậy hiện nay đế khắc phục những nhược điểm trên hiện nay người ta thường dùng bộ vi điều khiến.
1.1.2.3 Điều khiến bằng vi điều khiến
Ngoài những ưu điểm có của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điếm sau:
- Trong mạch có thế sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với chương trình có quy mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lý không thực hiện được.
- Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lý cũng giao tiếp được nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyến đối dữ liệu từ song song sang nối tiếp đế giao tiếp với máy tính Do trong vi điều khiển có sử dụng các bộ timer, các hệ thống ngắt, câu lệnh đơn giản nên việc lập trình đơn giản, dễ thực hiện.
- Phù hợp với kiến thức của sinh viên.
Với phương pháp điều khiến bằng PLC có những ưu điếm sau:
- Làm việc chắc chắn, liên tục và có tuổi thọ cao.
- Chức năng điều khiến thay đối dễ dàng bằng thiết bị lập trình (máy tính, màn hình) mà không cần thay đổi phần cứng nếu không có yêu cầu thêm bớt các thiết bị xuất nhập.
- Có thế làm việc trong nhiều điều kiện khác nhau.
- Hướng dẫn người sử dụng đơn giản.
-Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiến rất nhanh(vài ms) Tuy phương pháp này có nhiều ưu điếm hơn vi xử lý nhưng việc áp dụng trong các hệ thống nhỏ là không thích hợp bởi giá thành rất cao.
Ví dụ hệ thống đèn giao thông hiện nay
Hình 1 1: Khảo sát sơ bộ tại ngã tư
Hệ thống đèn giao thông tại ngã tư này gồm :
- Thời gian sáng của các đèn T đỏ = 28 giây,T vàng = 3 giây, T xanh = 25 giây.
- Hiển thị thời gian đếm ngược bằng led ma trận.
- Gồm 3 đèn tín hiệu: Xanh, Đỏ ,Vàng.
- Chỉ hoạt động ở một chế độ.
- Không có chế độ phân làn xe ở các thời điếm.
- Với các phương pháp đã nêu ở trên ở đây chúng em lựa chọn giải pháp điều khiển bằng vi điều khiển bởi đây là phương pháp phù hợp và tối ưu nhất với đề tài
Thiết kế hệ thống điều khiến đèn giao thông tại ngã tư dùng PLC gồm:
4 cột đèn, có đèn tín hiệu phân luồng rẽ trái trước.
Hiển thị thời gian đếm lùi trên led 7 thanh ở vị trí lưng trừng cột và trên đỉnh của cột đèn
1.1.3.2 Yêu cầu của bài toán thiết kế hệ thống điều khiến đèn giao thông
Trước tình hình phương tiện tham gia giao thông ngày càng gia tăng không ngừng và hệ thống giao thông nước ta ngày càng phức tạp Dần đến tình trạng ùn tắc và tai nạn giao thông ngày càng gia tăng.
Vì vậy để đảm bảo giao thông được an toàn và thông suốt thì việc sử dụng các hệ thống tín hiệu đế điều khiến và phân luồng tại các nút giao thông là rất cần thiết Với tầm quan trọng như vậy hệ thống điều khiến tín hiệu giao thông cần đảm bảo các yêu cầu sau: Đảm bảo hoạt động một cách chính xác, liên tục trong thời gian dài.
- Đảm bảo làm việc ốn định, lâu dài.
- Dễ quan sát cho người đi đường.
- Chi phí nhỏ, tiết kiệm năng lượng
TH 1: Đèn 1 xanh sáng, đèn 2 đỏ sáng.
Khi đó hệ thống sẽ cho phép các hướng sau đi:
Nếu như không có phân làn, ưu tiên hướng đi thì dễ gây ra tai nạn, ùn tắc tại các điểm giao cắt (E, F) như trên hình vẽ.
Từ thực tế đó ta thiết kế hệ thống có thêm chỉ dẫn phân làn ưu tiên cho các hướng như sau: B1 đến C2 và D2 đến AI.
Giả sử có một ngã tư như hình vẽ:
Hình 1.2: Mô phỏng hệ thống định thiết kế
TH 2: Đèn 1 vàng sáng và đèn 2 đỏ sáng thì để cảnh báo chuyển sang.
TH 3: Đèn 1 đỏ sáng và đèn 2 xanh sáng thì ta thiết kế tương tự như TH trên.
Mạch điều khiển dùng PLC
Hiện thị thời gian dùng led 7 đoạn, Thông số HMI Đèn báo hướng ưu tiên dùng đèn led đơn.
Các đèn báo dùng led đơn.
Bàn phím để reset và đặt thời gian cho hệ thống (thời gian 1 chu kỳ đèn).
- Thiết kế mô hình trên cad 2D và 3D
- Lập trình trên phần mềm GX WOKS2
- Hiển thị thông số trên HMI Weintek
1.1.3.5 Yêu cầu và giới hạn của hệ thống điều khiền đèn giao thông dùng PLC
+ Giá thành thấp tính ứng dụng trong thực tế cao.
+ Có khả năng mở rộng.
+ Khó liên kết với các hệ thống giám sát chung của hệ thống giao thông.
Loại 3 màu có kiểu : xanh, vàng, đỏ
- Đỏ: khi gặp đèn đỏ, tất cả các phương tiện đang lưu thông phải dừng lại ở phía trước vạch dừng, người đi bộ được sang đường.
- Xanh: Khi gặp đèn xanh , tất cả các phương tiện được phép đi và phải chú ý Người đi bộ không được sang đường.
- Vàng: Đèn vàng là dấu hiệu của sự chuyển đổi tín hiệu Khi đèn vàng bật sau đèn xanh nghĩa là chuẩn bị dừng Khi đó các phương tiện phải dừng lại trước vạch dừng vì tiếp đó đèn đỏ sẽ sang, trường hợp đã vượt qua vạch dừng thì phải nhanh chóng cho xe rời khỏi.
GIỚI THIỆU VỀ PLC
1.2.1 Giới thiệu chung về PLC
Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một dây chuyền, một thiết bị máy móc công nghiệp…người ta thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rời(rơle, timer, contactor…)lại với nhau tùy theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điều khiển Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa bảo trì do đó giá thành cao Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn được điều khiển cho một máy sản xuất cần phải hội tụ đủ các yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh hoạt….Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được(PLC) ra đời đã giải quyết được vấn đề trên Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên nó được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968.Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải thiện hệ thống đơn giản, gọn gàng, dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho việc lập trình Đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay đầu tiên ra đời vào năm 1969 Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhắm thay thế hệ thống relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: dạng lập trình dùng giản đồ hình thang Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hỗ trợ, vận hành với các dữ liệu cập nhập Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho máy tính, nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng trở lên thuận tiện hơn Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lượng cổng ra/vào lớn Một PLC có đầy đủ các chức năng như: bộ đếm, bộ định thời gian, các thanh ghi và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác nhau Hoạt động của PLC hội tụ phụ thuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cập nhập tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra.
Những ưu điểm của PLC:
- Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong các nhà máy công nghiệp.
- Cấu trúc dạng module dễ mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa.
- Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất của các nhà máy công nghiệp.
- Sử dụng các linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ gọn hơn mạch rơle mà chức năng vẫn tương đương
Do các đặc điểm trên nên PLC cho phép người điều hành không mất nhiều thời gian nối dây phức tạp khi cần thay đổi chương trình điều khiển, chỉ cần lập trình chương trình mới thay cho chương trình cũ Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng thông dụng, để đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản xuất đã đưa ra hàng loạt các dạng PLC với nhiều mức độ thực hiện đủ để đáp ứng các tiêu chuẩn chính: dung lượng bộ nhớ và số tiếp điểm vào ra của nó Bên cạnh đó cũng cần chú ý đến các chức năng như: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ lập trình, khả năng mở rộng số ngõ vào/ra.
Module PLC sử dụng trong đề tài là PLC FX1S-30MR do hãng mitsubishi sản xuất PLC đã được tích hợp thêm bộ nguồn 24VDC bên trong.
PLC là viết tắt của “Programmable Logic Controller” hay còn có thể được gọi là Sequencer Controller
Một cách cụ thể, PLC có thể được hiểu là một thiết bị điện tử điều khiển hệ thống qua các cổng vào/ra và chương trinh trong bộ nhớ
Hình 1.3: Bộ điều khiển PLC FX1S-30MR
Cấu trúc PLC bao gồm “Bộ nhớ”, “Vùng xử lý trung tâm”,
“Khối đầu vào”, “Khối đấu ra”, “Khối nguồn”.
PLC là một thiết bị điện tử có nhiều vi xử lý, tuy nhiên dưới góc độ người dùng chúng ta không cần quan tâm là các vi xử lý hoạt động ra sao mà có thể coi rằng PLC là một hệ thống tích hợp có sẵn các rơle, bộ đếm thời gian, bộ đếm số lựơng…
Vùng xử lý trung tâm
Hình 1.4: Cấu trúc chung của PLC
Ngoài các khối chính này, các PLC còn có các module phụ trợ như module kết nối mạng, các module điều khiển động cơ bước, module kết nối encoder,…vv
1.1.2.3 Nguyên lý hoạt động của PLC
Khi chạy một đoạn chương trình PLC chia làm 3 giai đoạn chính:
Giai đoạn 1: Đọc tín hiệu đầu vào
Giai đoạn này bộ vi xử lý chụp lại trạng thái logic của các đầu vào rồi truyền hình ảnh nhận được vào bộ nhớ dữ liệu.
Giai đoạn 2: Thực hiện chương trình
Thực hiện các phép toán logic chứa trong bộ nhớ chương trình lần lượt từ đầu đến cuối bằng cách sử dụng hình ảnh của trạng thái đầu vào chứa trong bộ nhớ dữ liệu Kết quả của mỗi phép toán logic lại được lưu lại trong bộ nhớ dữ liệu.
Giai đoạn 3: Xuất kết quả ra
Sao chép lại toàn bộ các trạng thái logic hình ảnh của đầu ra lưu trong bộ nhớ dữ liệu ra các module đầu ra để điều khiển các thiết bị bên ngoài
Thu thập tín hiệu đầu
Hình 1.5: Chu trình làm việc của PLC
Bộ nhớ của FX1S-30MR được chia làm 3 vùng nhớ gồm:
+ Vùng chương trình: là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình.
+ Vùng nhớ tham số: là miền lưu giữ các tham số như địa chỉ trạm…
+ Vùng dữ liệu: là miền nhớ động, có thể truy cập theo từng bit, từng byte Được dùng để lưu trữ các thuật toán, các hàm truyền thông, lập bảng,các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ.
Bảng 1.1: Đặc tính kỹ thuật của PLC
Mục Đặc điểm Ghi chú
Xử lí chương trình Thực hiện quét chương trình tuần hoàn
Phương pháp xử lí vào/ra ( I/O)
Cập nhập ở đầu và cuối chu kì quét ( khi lệnh END thi hành )
Có lệnh làm tươi ngõ ra
Thời gian xử lớ lệnh Đối với cỏc lệnh cơ bản: 0,55:0,7às Đối với cỏc lệnh ứng dụng 3,7: khoảng 100às
Ngôn ngữ lập trình Ngôn ngữ ladder và
Có thể tạo chương trình loại SFC
Dung lượng chương trình 2000 bước EEPROM
Có thể chọn tùy ý bộ nhớ ( như FXIN- EEPROM-8L)
Có tối đa 167 lệnh ứng dụng được thi hành
Cấu hình vào/ra (I/O) Tổng các ngõ vào/ra được nạp bởi chương trình xử lý chính ( Max, total I/O set by Main Processing Chạy chương trình
Thông thường Số lượng: 384 Từ M0:M383
Chốt Số lượng:128 Từ M383:M511 Đặc biệt Số lượng: 256 Từ M8000:M8255
Thông thường Số lượng: 128 Từ S0:S127
Khởi tạo Số lượng: 10 ( tập con ) Từ S0:S9
Bộ định thì timer (T) 100 mili giây
Từ C0:C15 Loại: bộ đếm lên 16bit
Từ C16:C31 Loại: Bộ đếm lên 16bit
Bộ đém tốc độ cao
2.147.483.648 đến 2.147.483.647 1pha: Tối đa 60kHz cho phần cứng của HSC( C235,
C236,C246) Tối đa 10kHz cho phần mềm của HSC ( C237:C245, C247:C250 )
2pha: Tối đa 30kHz cho phần cứng của HSC ( C251 )
1 pha hoạt động bằng ngõ vào
Pha A/B Từ C251:C255 cho phần mềm của HSC ( C252:C255 )
Thông thường Số lượng:128
Từ D0:D127 Loại: Cặp thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16bit dùng cho thiết bị 32bit
Từ D128:D255 Loại: Cặp thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16bit dùng cho thiết bị 32bit Được điều chỉnh bên ngoài
Dữ liệu chuyển từ biến trở điều chỉnh điện áp đặt ngoài vào thanh ghi D8030 và D8031 Đặc biệt Số lượng: 256 ( Kể cả
Từ D8000:D8255 Loại: Thanh ghi dữ liệu 16bit
Từ V0:V7 và Z0:Z7 Loại: Thanh ghi dữ liệu 16bit
Dùng với lệnh CALL Số lượng: 64 Từ P0:P63
Dùng với các ngắt Số lượng: 6
Dùng với lệnh MC/MCR
16bit:0000 đến FFFF32bit: 00000000 đến FFFFFFFF
Chương trình là một chuỗi các lệnh nối tiếp nhau được viết theo một ngôn ngữ mà PLC có thể hiểu được Có ba dạng chương trình: Instruction, Ladder và SFC/STL Không phải tất cả các công cụ lập trình đề có thể làm việc được cả ba dạng trên Nói chung bộ lập trình cầm tay chỉ làm việc được với dạng Instruction trong khi hầu hết các công cụ lập trình đồ họa sẽ làm việc được ở cả dạng Instruction và Ladder Các phần mềm chuyên dùng sẽ cho phép làm việc ở dạng SFC.
1.1.2.7 Các thiết bị cơ bản dùng trong lập trình
Có 6 thiết bị lập trình cơ bản Mỗi thiết bị có công dụng riêng. Để dể dàng xác định thì mỗi thiết bị được gán cho một kí tự:
X: dùng để chỉ ngõ vào vật lý gắn trực tiếp vào PLC
Y: dùng để chỉ ngõ ra nối trực tiếp từ PLC
T: dùng để xác định thiết bị định thì có trong PLC
C: dùng để xác định thiết bị đếm có trong PLC
M và S: dùng như là các cờ hoạt động bên trong PLC
Tất cả các thiết bị trên được gọi là “Thiết bị bit”, nghĩa là các thiết bị này có 2 trạng thái: ON hoặc OFF, 1 hoặc 0
1.2.3 Ngôn ngữ lập trình sử dụng trong đề tài
Ngôn ngữ Instruction, ngôn ngữ dòng lệnh, được xem là ngôn ngữ lập trình cơ bản dễ học, dễ sử dụng Nhưng cũng mất nhiều thời gian kiểm tra đối chiếu để tìm ra mối quan hệ giữa đoạn chương trình lớn với chức năng nó thể hiện Hơn nữa, ngôn ngữ Instruction của từng nhà chế tạo PLC có cấu trúc khác nhau Nếu sử dụng PLC của nhiều hãng khác nhau trên cùng một thiết bị có thể dẫn đến kết quả là phải làm việc trên tập lệnh ngôn ngữ Instruction không đồng nhất.
Một ngôn ngữ khác được ưa chuộng hơn là ngôn ngữ ladder, ngôn ngữ bậc thang Ngôn ngữ này có dạng đồ họa cho phép nhập chương trình có dạng một sơ đồ mạch điện logic, dùng các ký hiệu điện để biểu diễn các contact logic đầu vào và relay logic đầu ra. Ngôn ngữ này gần gũi với người sử dụng hơn ngôn ngữ Instruction và được xem như như là ngôn ngữ cấp cao Phần mềm lập trình sẽ được biên dịch các ký logic trên thành mã máy và lưu vào bộ nhớ của PLC Sau đó, PLC sẽ thực hiện các tác vụ điều khiển theo logic thể hiện trong chương trình.
1.2.3.1 Cấu trúc của một lệnh chương trình
Cấu trúc của một lệnh chương trình bao gồm một lệnh và một hoặc nhiều (trong trường hợp lệnh ứng dụng) những toán hạng, mà PLC sẽ tham chiếu tới các thiết bị đó Một số lệnh được tự ý kích hoạt mà không có toán hạng nào (đây là những lệnh dùng để điều khiển chương trình hoạt động trong PLC.
Mỗi lệnh đều được gán một số bước xác định trong chương trình Điều này rất quan trọng vì nó dùng để xác định các lệnh giống nhau khi cùng tham chiếu đến cùng một thiết bị trong chương trình.
Lệnh mô tả việc gì sẽ được làm, ví dụ chức năng mà bạn muốn bộ điều khiển thực hiện Toán hạng hay thiết bị là cái mà chúng ta muốn vận hành Toán hạng hay thiết bị bao gồm 2 thành phần: tên thiết bị và địa chỉ thiết bị.
Biến là một phần tử ảo cho việc lập trình bộ điều khiển CPU, tương tự các phần tử (như tiếp điểm và cuộn cảm) mà nó viết nên một chương trình
Bảng 1.2: Các biến trong chương trình
Các dạng Mô tả Ghi chú
THIẾT KẾ MẠCH
2.1.1.2 Giải thích sơ đồ khối
- Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho thiết bị xử lý và các mạch điện trong khối tín hiệu đầu vào và khối chấp hành
- Khối tín hiệu đầu vào: Cung cấp các mức tín hiệu cho khối xử lý trung tâm
- Khối xử lý trung tâm: Xử lý các tín hiệu đầu vào bằng các câu lệnh và chương trình được lập trình trước để đạt được các mức tín hiệu điều khiển dầu ra mong muốn
- Khối chấp hành: Gồm các cơ cấu chấp hành nhận tín hiệu hoạt hoạt động từ tâm xử lý
Khối Xử Lý Trung Tâm
Khối Tín Hiệu Đầu Vào
Hình 2.2: Giản đồ thời gian hệ thống đèn giao thông
2.1.2.2 Giải thích giản đồ thời gian
- Khi nhấn CĐ1: đèn ĐA và đèn XB cùng sáng, đèn XB sau khi sáng 20s tự động tắt và đèn VB sáng, sau khi đèn ĐA sáng 25s và đèn VB sáng 5s thì cùng tắt, khi đó đèn ĐB và đèn XA cùng sáng,đèn XA sau khi sáng 20s thì đèn VA sáng, khi đèn ĐB và đèn VA cùng tắt thì quá trinh hoạt động của các đèn lại lặp lại như khi vừa nhấn CĐ1
- Khi nhấn CĐ2: các đèn XB,ĐB XA,ĐA đều tắt và đèn VA,VB bật tắt liên tục với thời gian đặt trước
- Khi nhấn stop thì toàn bộ hệ thống đèn tín hiệu đều tắt
Bảng 2.1: Bảng thời gian chế độ 1
Bảng 2.2: Bảng thời gian chế độ 2
2.1.3 Sơ đồ kết nối IN/OUT
Bảng 2.3: Các tiếp điểm IN/OUT sử dụng trong bài
Kí hiệu Địa chỉ Chú thích
CĐ1 X000 Nút nhấn bật chế độ 1
CĐ2 X001 Nút nhấn bật chế độ 2
XA Y000 Đèn xanh tuyến A ĐA Y001 Đèn đỏ tuyến A
XBA Y003 Đèn xanh đi bộ tuyến
A ĐBA Y004 Đèn đỏ đi bộ tuyến A
XB Y005 Đèn xanh tuyến B ĐB Y006 Đèn đỏ tuyến B
XBB Y010 Đèn xanh đi bộ tuyến
B ĐBB Y011 Đèn đỏ đi bộ tuyến B
2.1.3.1 Sơ đồ kết nối IN/OUT
Hình 2.3: Sơ đồ kết nối IN/OUT
2.1.3.2 Các cổng kết nối của PLC mitshubishi
Hình 2.4:Các cổng kết nối đầu vào (INPUT)
Hình 2.5: Các cổng kết nối đầu ra (OUTPUT)
- Khi nhấn CĐ1, ĐĐ của tuyến A được bật sáng thì cùng lúc đó đèn XB của tuyến B cũng được bật Sau thời gian nhất định đèn
XB tắt, đèn VB của tuyến B cũng được bật lên Khi đèn VB của tuyến B tắt thì đèn ĐA của tuyến A cũng tắt cùng lúc Cùng lúc đó đèn ĐB của tuyến B và đèn XA của tuyến A sẽ được bật lên Sau 1 khoảng thời gian ở tuyến A, đèn XA tắt và VA được bật lên cùng lúc Khoảng thời gian nhất định ở tuyến A, VA tắt và đèn ĐA sẽ được bật lên Cùng lúc đó ở tuyến B đèn ĐB sẽ tắt và đèn XB sẽ bật lên cùng lúc Quá trình này sẽ lặp đi lặp lại đến khi nhấn STOP thì toàn bộ hệ thống đèn sẽ tắt và dừng hoạt động hoặc nhấn CĐ2 thì hệ thống chuyển sang chế độ 2
- Khi nhấn CĐ2, các đèn đỏ và đèn xanh của cả 2 tuyến đường đều tắt và tất cả các đèn vàng của cả 2 tuyến đường sẽ sáng tắt với thời gian đặt trước.
THIẾT KẾ MÔ HÌNH
2.2.1 Hình ảnh đèn giao thông ngã tư
Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống đèn giao thông ngã tư2.2.2 Hình ảnh PLC sử dssụng trong đề tài
Hình 2.7: PLC sử dụng trong đề tài
CHẾ TẠO MẠCH
Hình 3.1: Mặt thiết kế mô hình đèn giao thông ngã tư
SẢN PHẨM
Hình 3.2: Mô hình sản phẩm điều khiển đèn giao thông ngã tư
Hình 3.3: Mô hình hoạt động ở chế độ 1
Hình 3.4: Mô hình hoạt động ở chế độ 2
KẾT LUẬN
- Thiết kế, xây dựng mô hình điều khiển đèn giao thông ngã tư
- Lập trình PLC điều khiển đèn giao thông ngã tư ở chế độ tuần tự và chế độ ban đêm
- Thiết kế module điều khiển tự động
- Hiểu biết về các thiết bị như PLC, HMI…
3.3.2 Hạn chế của đề tài
- Do đặc thù thời gian và kiến thức còn hạn chế nên việc áp dụng kiến thức vào làm thực tế còn nhiều thiếu sót trong việc thiết kế sơ đồ, lắp rap mạch, tìm kiếm tài liệu và viết chương trình điều khiển:
- Chương trình chưa được ngắn gọn, tối ưu
- Module thiết kế còn đơn giản
3.3.3 Hướng phát triển của đề tài
- Khắc phục những hạn chế của mô hình.
- Sử dụng hệ thống phân tích dữ liệu các tuyến đường về mật độ xe để tính toán xử lý và tự động điều chỉnh thời gian của mỗi tuyến đường
- Thêm nhiều chế độ điều khiển cho hệ thống điều khiển