Giải pháp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu giao thông thông minh sử dụng PLC S7-1200

Bài viết đề xuất giải pháp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu giao thông thông minh, trong đó có giải pháp phần cứng và giải pháp phần mềm. Về phần cứng, chúng tôi đề xuất sử dụng PLC S7-1200 vào điều khiển hệ thống đèn. PLC này có tích hợp cổng profinet và mô-đun webserver nhằm hỗ trợ khả năng kết nối internet của hệ thống với máy chủ tại trung tâm vận hành.

Phạm Duy Dưởng, Trần Hoàng Vũ, Phan Cao Thọ 46 GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU GIAO THÔNG THÔNG MINH SỬ DỤNG PLC S7-1200 AN INTELLIGENT CONTROL SOLUTION FOR TRAFFIC LIGHTS SYSTEM USING PLC S7-1200 Phạm Duy Dưởng, Trần Hoàng Vũ, Phan Cao Thọ Trường Cao đẳng Công nghệ - Đại học Đà Nẵng; duyduongd2@gmail.com, thvu@dct.udn.vn, pctho@dut.udn.vn Tóm tắt - Điều khiển thơng minh hệ thống đèn tín hiệu giao thơng ngày quan tâm nhằm nâng cao khả thông hành đảm bảo an tồn giao thơng Trong báo này, chúng tơi đề xuất giải pháp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu giao thơng thơng minh, có giải pháp phần cứng giải pháp phần mềm Về phần cứng, đề xuất sử dụng PLC S7-1200 vào điều khiển hệ thống đèn PLC có tích hợp cổng profinet mô-đun webserver nhằm hỗ trợ khả kết nối internet hệ thống với máy chủ trung tâm vận hành Về giải pháp phần mềm, đề xuất sử dụng thuật toán tối ưu chu kỳ phân pha tín hiệu dựa tốn tối ưu hố điều khiển giao thơng nút Giao diện điều khiển, giám sát xây dựng phần mềm Matlab Chúng tiến hành thử nghiệm điều khiển, giám sát thành cơng 04 mơ hình đèn tín hiệu giao thông thông qua Internet Abstract - Nowadays, intelligent control system for traffic lights is widely used to increase the effect of the traffic lights system In this paper, we propose a solution for intelligent traffic light control consisting of a solution for hardware and one for software For the hardware solution, a PLC S7-1200 is used to control the traffic lights system The PLC embeds a profinet port and a web server module which supports the Internet connection between the traffic lights system and a host computer at the operation center For the software solution, we use a cycle optimum compution algorithm based on Westers’ theory The monitor and control interface are built in Matlab program We have successfully implemented monitoring and control of our traffic light system prototypes through Internet Từ khóa - giao thơng thơng minh; chu kỳ tối ưu; S7-1200; TCP/IP; Modbus RTU Key words - intelligent traffic lights; optimum cycle; S7-1200; TCP/IP; Modbus RTU Đặt vấn đề thời gian dòng tới Trong [3], tác giả đề xuất cải tiến phần cứng để giám sát hệ thống giao thơng Việt Nam Trong đó, tác giả tích hợp vào tủ điều khiển giao thơng có sẵn cảm biến đo dịng để xác định gửi trạng thái bóng đèn trung tâm điều khiển thông qua GSM Tuy nhiên, tác giả dừng lại việc cải tiến tủ điều khiển nhằm giám sát tình trạng bóng đèn mà không hướng đến điều khiển thông minh hệ thống đèn tín hiệu giao thơng Chúng tơi đề xuất hệ thống đèn tín hiệu giao thơng thơng minh nhằm điều tiết giao thơng hiệu Trong có đề xuất phần cứng thuật toán điều khiển Về mặt phần cứng, PLC S7-1200 [4] sử dụng để điều khiển đèn giao thông Trên PLC này, mô-đun web server [5] sử dụng để giám sát, vận hành điều khiển hệ thống đèn tín hiệu giao thơng thơng qua Internet Hơn nữa, PLC S7-1200 cịn hỗ trợ mô-đun profinet nên thông tin từ hệ thống đèn giao thơng (trạng thái bóng đèn, thời gian đếm ngược, thơng số cài đặt chỗ…) cập nhật máy chủ điều khiển từ máy chủ thông qua giao thức TCP/IP [6] Người vận hành dễ dàng thay đổi từ xa chế độ làm việc, thời gian sáng bóng đèn xanh phù hợp với lưu lượng người tham gia giao thông tuyến, thời điểm sau đăng nhập vào hệ thống Ngoài ra, chu kỳ sáng hệ thống thời gian sáng bóng đèn xanh tuyến thay đổi tự động sau chu kỳ thuật toán tối ưu phân pha Thuật tốn tính chu kỳ thời gian sáng bóng đèn cho tối ưu thời gian chậm xe tùy thuộc vào lưu lượng nhánh dẫn Lưu lượng ước lượng cảm biến Ngày nay, với phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu vận chuyển hàng hoá hành khách ngày gia tăng, hệ thống hạ tầng chưa đáp ứng kịp dẫn đến thường xuyên xảy ùn tắc, đặc biệt nơi giao Dùng đèn tín hiệu để điều khiển giao thông nút điều kiện dịng xe hỗn hợp nhiều thành phần thị Việt Nam giải pháp công nghệ phổ biến, hiệu phù hợp với thực tế Tuy nhiên, hầu hết hệ thống đèn tín hiệu giao thơng thị Việt Nam cịn nhiều khiếm khuyết, bất cập đa số sử dụng chu kỳ cứng, độc lập, lưu lượng nhánh dẫn khác thay đổi theo thời gian Việc sử dụng cố định chu kỳ đèn điều khiển làm tác dụng hệ thống, gây tượng ùn tắc tai nạn giao thông thấy phổ biến đô thị nước ta Ở Việt Nam áp dụng số hệ thống đèn giao thông thông minh thương mại Tuy nhiên, hệ thống nhập với giá thành cao thường phát sinh vấn đề trục trặc sau thời gian sử dụng, không làm chủ công nghệ Việc ứng dụng phát triển công nghệ thông minh cho tốn giao thơng điều khiển tín hiệu đèn nút điều kiện giao thông đô thị Việt Nam vô cần thiết [1-2] Trong [1-2], tác giả đề xuất sử dụng camera để ước lượng lưu lượng tuyến, từ đề xuất sử dụng thuật tốn mờ để tính tỉ số thời gian bóng đèn xanh tuyến Tuy nhiên, tác giả tập trung vào giải pháp phần mềm mà không đề cập đến giải pháp phần cứng Ngoài ra, giải pháp phần mềm, tác giả tiến hành phân pha cho tín hiệu đèn theo tỉ lệ lưu lượng nhánh dẫn mà không tối ưu chu kỳ đèn theo lưu lượng nhánh dẫn theo Tổng quan hệ thống Sơ đồ Hình thể tổng quan hệ thống đề xuất Trong thể chi tiết kết nối phần cứng ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN hệ thống PLC S7-1200 sử dụng để điều khiển hệ thống đèn giao thông PLC điều khiển truyền thống sử dụng cho mục đích Trong đó, PLC S7-1200 dịng với tính ưu việt (có mơ-đun web server cổng profinet) có giá thành rẻ Mơ-đun web server sử dụng với chức giám sát điều khiển đơn giản thông qua giao diện web Internet Cổng profinet sử dụng để truyền thông với máy chủ trung tâm điều khiển qua giao thức TCP/IP nhằm truyền thông số trạng thái hệ thống đèn trung tâm điều khiển Dựa vào liệu lưu lượng tuyến, thuật toán điều khiển tính tốn chu kỳ tối ưu thời gian sáng bóng đèn cho tuyến TCP/IP Cổng Profinet Web server Chương trình điều khiển Cổng vào/ra Máy chủ Thuật toán điều khiển PLC S7 1200 Web client Modun CM 1241 (RS 485) Giao diện người dùng Modbus RTU Giao diện người dùng Mạch đếm lùi tuyến Mạch đếm lùi tuyến Mạch điều khiển, cài đặt chỗ Mạch cơng suất Hình Tổng quan hệ thống đề xuất nút giao thông truyền thông nút với máy chủ Hơn nữa, để áp dụng ý tưởng vào thực tế, cần phải có phần cứng đèn tín hiệu giao thơng phù hợp Trong đó, mơ-đun mở rộng RS-485 (CM 1241) cho PLC S7-1200 sử dụng để giao tiếp với mô-đun đếm ngược thông qua giao thức Modbus RTU [7] Trên môđun đếm ngược, sử dụng vi điều khiển 8051 để nhận thời gian đếm ngược từ PLC thông chuẩn truyền thông RS-485 hiển thị thời gian lên led đoạn Để thuận tiện cho việc thay đổi chế độ hoạt động thời gian sáng bóng đèn chỗ, chúng tơi sử dụng phím nhấn led đoạn hiển thị thời gian cài đặt Lập trình truyền thơng Theo sơ đồ Hình 1, sử dụng giao thức truyền thông Modbus RTU để giao tiếp PLC với mô-đun đếm ngược giao thức TCP/IP để giao tiếp PLC máy chủ 3.1 Giao thức TCP/IP cho hệ thống Truyền thông liệu từ nút giao thông máy chủ thực thông qua giao thức TCP/IP Trong đó, máy chủ cấp IP tĩnh để PLC gửi liệu địa Để thiết lập kết nối cho PLC, tiến hành thiết lập phần mềm lập trình TIA để lập trình cho PLC S7-1200 với khối kết nối TCON, khối thiết lập với địa IP port cố định máy chủ port sử dụng PLC cho chức Ngoài ra, chúng tơi cịn sử dụng khối TSEND để gửi liệu máy chủ với tần số Hz khối TRCV để nhận liệu từ máy chủ truyền đến nút giao thông 47 Bảng Khung liệu từ nút giao thông truyền máy chủ PLC ID LIGHT TIME LIGHT CYCLE LIGHT STATUS LIGHT CLOCK BYTE BYTE BYTE BYTE BYTE Khung liệu từ nút giao thông truyền máy chủ gồm thơng tin Bảng Trong đó: • PLC ID: địa cố định đại diện cho nút giao thơng PLC ID có kích thước byte nhằm tạo khả điều khiển, giám sát nhiều nút giao thơng • LIGHT TIME: thời gian sáng bóng đèn xanh vàng tuyến LIGHT TIME có kích thước byte (mỗi byte chứa thời gian sáng cho bóng đèn) Từ LIGHT TIME LIGHT CYCLE ta tính thời gian sáng bóng đèn khác (đèn đỏ tuyến đèn xanh, đỏ, vàng tuyến cịn lại) • LIGHT CYCLE: chu kỳ sáng hệ thống với kích thước byte • LIGHT STATUS: trạng thái (sáng/tắt) bóng đèn với kích thước bit (mỗi bit quy định trạng thái cho bóng đèn) • LIGHT CLOCK: thời gian đếm ngược cho bóng đèn tuyến LIGHT CLOCK có kích thước byte (mỗi byte thể thời gian đếm lùi cho bóng đèn sáng cho tuyến) Các IP nút giao thông IP động, nên máy chủ không chủ động thiết lập kết nối với nút giao thông Máy chủ trạng thái lắng nghe, có nút giao thơng gửi liệu máy chủ thiết lập kết nối với IP động nút giao thơng cách mở port riêng để thiết lập giao tiếp Như vậy, máy chủ thiết lập giao tiếp với nhiều nút giao thông khác Như thể Bảng 1, đầu khung liệu nút giao thông gửi ID đại diện cho nút giao thông Dựa vào thông tin này, máy chủ phân biệt nút giao thơng khác Để lập trình cho máy chủ làm điều này, sử dụng phần mềm Matlab Những thông tin nhận từ PLC Bảng sử dụng để giám sát hệ thống đèn giao thông từ trung tâm Khung liệu từ máy chủ truyền đến PLC thể Bảng Chú ý rằng, khung liệu khơng có PLC ID Bảng liệu gửi theo IP PLC qua giao thức TCP/IP Trong đó: Bảng Khung liệu từ máy chủ truyền đến nút giao thông LIGHT TIME LIGHT CYCLE CONTROL BYTE BYTE BYTE • LIGHT CYCLE LIGHT TIME thông số Bảng 1, nhiên, thông số cho chu kỳ sau áp dụng thuật toán tối ưu chu kỳ sáng phân pha (Mục 4) • CONTROL: lệnh điều khiển từ máy chủ gửi đến nút giao thơng Đó lệnh chạy/dừng, cập nhật thơng số chế độ hoạt động 3.2 Giao thức Modbus RTU cho hệ thống Do khoảng cách từ tủ điều khiển giao thơng đến bóng Phạm Duy Dưởng, Trần Hồng Vũ, Phan Cao Thọ 48 đèn khơng q lớn, chọn chuẩn truyền thông RS485 (khoảng cách truyền lên đến 1.200 m) với giao thức Mobus RTU Trong đó, PLC S7-1200 với mơ-đun mở rộng CM 1241 sử dụng với chức thiết bị master Các mơ-đun đếm ngược trường hợp đóng vai trị thiết bị slaver Trong mơ-đun đếm ngược, sử dụng vi điều khiển 8051 để hiển thị giao tiếp với PLC Trong mục đích này, chúng tơi sử dụng 02 hàm giao thức Modbus, hàm đọc byte liệu (mã lệnh 03 xem Bảng 4) ghi byte liệu (mã lệnh 06 xem Bảng 3) • Thời gian xanh tổn thất: tổng thời gian bị mát đầu cuối pha xanh chu kỳ (𝑡𝐿 ) 𝑡𝐿 = 𝑡𝐿1 + 𝑡𝐿2 (1) Bảng Khung liệu ghi từ master xuống slaver • Thời gian đỏ có hiệu lực: thời gian cịn lại chu kỳ sau thực thời gian xanh có hiệu lực (𝑡𝑑𝑐ℎ ) 𝑡𝑑𝑐ℎ = 𝑇𝐶𝐾 − 𝑡𝑥𝑐ℎ (3) Trong đó, 𝑡𝑥 , 𝑡𝑣 𝑡𝑑 thời gian sáng bóng đèn xanh, vàng đỏ pha 4.2 Thiết lập mô hình tốn Thơng số Kích thước Địa slaver byte Mã lệnh (06) byte Địa ghi muốn ghi liệu byte Giá trị ghi xuống ghi byte Mã kiểm tra lỗi CRC byte • Thời gian xanh có hiệu lực: thời gian xanh sử dụng trừ bớt khoảng thời gian bị mát (𝑡𝑥𝑐ℎ ) 𝑡𝑥𝑐ℎ = 𝑡𝑥 + 𝑡𝑣 + 𝑡𝐿 (2) 𝑡𝑥𝑐ℎ = 𝑡𝑥𝑠𝑑 − 𝑡𝐿 • Thời gian vàng: thời gian chuyển từ tín hiệu xanh sang tín hiệu đỏ hay cịn gọi thời gian dọn nút (𝑡𝑣 ) Số lượng xe (xe) Lượng xe đến nút Bảng Khung liệu yêu cầu liệu (từ master) trả lời (từ slaver) Master yêu cầu Thời gian chậm xe Slaver trả lời Thơng số Kích thước Thơng số Kích thước Địa slaver byte Địa slaver byte Mã lệnh (03) byte Mã lệnh (03) byte Địa ghi muốn đọc liệu byte Số lượng byte liệu theo sau (2xN) byte Tổng số ghi muốn đọc liệu byte Các byte nội dung ghi yêu cầu 2xN byte Mã kiểm tra lỗi CRC byte Mã kiểm tra lỗi CRC byte Lượng xe thoát khỏi nút Thời gian (s) t0 Chức giám sát điều khiển hệ thống đèn giao thông qua mô-đun web server thực người dùng biết địa IP nút giao thông Tuy nhiên, phương án khơng khả thi có q nhiều nút giao thơng, khơng thể cấp IP tĩnh cho tồn nút giao thơng Do đó, việc đề xuất giám sát điều khiển thông qua mô-đun web server chức phụ Tối ưu chu kỳ đèn phân pha tín hiệu Việc cố định thời gian sáng bóng đèn hệ thống giao thơng cổ điển làm xuất số vấn đề chưa hợp lý chu kỳ đèn chưa tối ưu, thời gian tín hiệu nói chung chưa tương ứng với lưu lượng dịng xe nhánh dẫn kích thước hình học nút Chính điều làm cho hiệu điều khiển đặt đèn khơng cao, đơi cịn có tác dụng ngược gây ùn tắc giao thông nút cao điểm, gây khó chịu cho người sử dụng bình thường Do đó, việc tính tốn xác định chu kỳ tối ưu phân pha hợp lý sở phối hợp điều chỉnh phân pha nhóm nút 4.1 Một số khái niệm [9-10] • Chiều dài chu kỳ đèn: tổng thời gian tất tín hiệu để hồn tất chu kỳ đèn (𝑇𝑐𝑘 ) • Pha: phần chu kỳ đèn cho phép dòng xe thực thao tác thời gian lặp lại nhiều lần • Thời gian xanh sử dụng: tổng thời gian xanh ấn định thiết kế thời gian vàng (𝑡𝑥𝑠𝑑 ) TCK  Txch Txch TCK Hình Mơ hình tốn nút giao thông điều khiển độc lập [11] Việc xác định chu kỳ tối ưu cho dòng xe giới nút giao thông thường xuất phát từ sở nghiên cứu dòng xe “đến” dòng xe “đi” nút Tất tính tốn hướng đến việc tối thiểu hóa thời gian chậm xe vạch STOP xe hàng chờ Mô hình mơ dịng xe “đến” “đi” mơ Hình 4.3 Tính tốn chu kỳ tối ưu Như biết, tỉ số cường độ xe chạy (𝑁) khả thông hành (𝑃) thường gọi “hệ số làm việc” [8-9] xác định theo công thức: 𝑁 (4) 𝑍= 𝑃 Khi áp dụng hệ số cho nút giao thông, đánh giá thơng qua dịng bão hòa đường dẫn sau: 𝑁𝑖 𝑁𝑖 𝑁𝑖 𝑇𝐶𝐾 𝑖 𝑍𝑖 = = 𝑡 = (5) 𝑃𝑖 𝑥𝑐ℎ𝑖 𝑆𝑖 𝑡𝑥𝑐ℎ 𝑖 𝑆𝑖 𝑇𝐶𝐾𝑖 Trong đó: 𝑍𝑖 hệ số làm việc hay mức độ bão hòa đường dẫn (nhóm làn) thứ 𝑖 (𝑍𝑖 ≤ 1) 𝑆𝑖 dịng bão hòa đường dẫn thứ 𝑖 𝑡𝑥𝑐ℎ𝑖 thời gian xanh có hiệu đường dẫn thứ 𝑖 𝑇𝐶𝐾𝑖 thời gian chu kỳ đèn cho hướng đường dẫn 𝑖 ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN Đối với nút giao thông tồn nhánh dẫn (hay nhóm làn) đạt giá trị 𝑍 cao Do đó, mức độ bão hòa nút xem xét cho nhánh dẫn có tỉ số 𝑁𝑖 ⁄𝑆𝑖 cao pha tín hiệu cho, nhánh dẫn gọi nhánh tới hạn Mức độ bão hòa nút xác định tổng mức bão hòa đường dẫn tới hạn: 𝑛 𝑛 𝑖=1 𝑖=1 𝑁𝑖 𝑇𝐶𝐾 𝑁𝑖 𝑇𝐶𝐾 𝑍 = ∑( ) = ∑( ) 𝑆𝑖 𝑐 𝑡𝑥𝑐ℎ 𝑆𝑖 𝑐 𝑇𝐶𝐾 − 𝑡𝐿 (6) Trong đó: (𝑁𝑖 ⁄𝑆𝑖 )𝑐 hệ số tới hạn nhánh dẫn tới hạn 𝑛 số nhánh dẫn tới hạn Thời gian chu kỳ đèn tương ứng với giá trị mong muốn hệ số 𝑍 nút độc lập: 𝑡𝐿 𝑍 𝑇𝐶𝐾 = 𝑁 (7) 𝑍 − ∑𝑛𝑖=1 ( 𝑖 ) 𝑆𝑖 𝑐 Chu kỳ tối ưu xác định sở tối thiểu hóa thời gian chậm xe, tức lấy vi phân 𝑇𝐶𝐾 theo 𝑍 giải phương trình: 𝑑𝑇𝐶𝐾 (8) =0 𝑑𝑍 Như vậy, chu kỳ tối ưu xác định theo công thức [9-10]: 1,5𝑡𝐿 + 𝑇𝐶𝐾0 = 𝑁 (9) − ∑𝑛𝑖=1 ( 𝑖 ) 𝑆𝑖 𝑐 Phương trình tổng qt tính thời gian xanh có hiệu chu kỳ: 𝑁𝑖 (𝑇 − 𝑡𝐿 ) 𝑡𝑥𝑐ℎ𝑖 = 𝑛 (13) ∑𝑖=1 𝑁𝑖 𝐶𝐾 Tức là: 𝑡𝑥𝑐ℎ𝑖 = 𝑦𝑖 (𝑇 − 𝑡𝐿 ) ∑𝑛𝑖=1 𝑌𝑖 𝐶𝐾 Pha t x1 td2 tv1 t xch1 t L1 Như vậy, thời gian xanh chu kỳ xét tới tổn thất thời gian yếu tố bão hòa xác định sau tính chu kỳ tối ưu Giao diện điều khiển giám sát 5.1 Giao diện điều khiển, giám sát website Sau gõ địa IP PLC nút giao thông đăng nhập vào giao diện user password, giao diện giám sát điều khiển Hình Về phương diện giám sát, người dùng quan sát trạng thái bóng đèn nút giao thông (trên bảng trực quan giao diện), thời gian đếm ngược cho đèn, thời gian sáng bóng đèn (xanh, vàng, đỏ) cho tuyến (được thể số màu đỏ) Về phương diện điều khiển, người dùng thay đổi thời gian sáng bóng đèn cách nhập giá trị vào textbox gửi Ngoài ra, nút Start/Stop sử dụng để chạy/dừng hệ thống t x2 t xch2 tv2 t L2 Hình Các pha chu kỳ [10] Từ (10) (11) ta có: 𝑡𝑥𝑐ℎ1 = 𝑡𝑥𝑐ℎ2 Thời gian sáng cài đặt Thời gian đếm ngược (10) Thời gian xanh có hiệu pha tỉ lệ với cường độ dòng xe đến đường dẫn (𝑁𝑖 ): 𝑡𝑥𝑐ℎ1 𝑁1 = (11) 𝑡𝑥𝑐ℎ 𝑁1 + 𝑁2 𝑁1 (𝑇 − 𝑡𝐿 ) 𝑁1 + 𝑁2 𝐶𝐾 𝑁2 (𝑇 − 𝑡𝐿 ) = 𝑁1 + 𝑁2 𝐶𝐾 Bảng trạng thái bóng đèn (1: sáng) td1 TCK Từ sơ đồ Hình có: 𝑡𝑥𝑐ℎ = 𝑇𝐶𝐾 − 𝑡𝐿 (14) Trong đó: 𝑦𝑖 = 𝑁𝑖 ⁄𝑆𝑖 mức làm việc đường dẫn thứ 𝑖 𝑌𝑖 = (𝑁𝑖 ⁄𝑆𝑖 )𝑐 mức làm việc tới hạn đường dẫn 𝑖 Trong đó, 𝑡𝐿 tính dựa vào yếu tố hình học nút, tốc độ dòng vào dòng nút 4.4 Phân pha cho nút giao thông Thời gian xanh chu kỳ phải xét yếu tố tổn thất thời gian mức độ bão hòa đường dẫn Một sơ đồ biểu diễn pha chu kỳ thể Hình Pha 49 (12) Hình Giao diện điều khiển, giám sát website 5.2 Giao diện giám sát điều khiển máy chủ phần mềm Matlab Về nguyên tắc, việc sử dụng giao thức TCP/IP thiết lập kết nối theo cổng sau máy chủ lắng nghe liệu gửi (có kèm ID) PLC nút giao thơng (đã trình bày Mục 3.1) thiết lập kết nối với nhiều nút giao thông khác Tuy nhiên, nguồn lực có hạn nên chúng tơi Phạm Duy Dưởng, Trần Hoàng Vũ, Phan Cao Thọ 50 tiến hành thử nghiệm với 04 PLC đại diện cho nút giao thơng Hình thể giao diện giám sát điều khiển chế độ tay cho nút giao thông, chia thành vùng đánh số từ đến 7 Hình Giao diện điều khiển, giám sát máy chủ Việc thiết lập kết nối thực thông qua nút nhấn: CONNECT DISCONNECT (xem Vùng 1) Người vận hành nhấn nút CONNECT để phần mềm bắt đầu lắng nghe liệu từ nút giao thông gửi thiết lập kết nối với nút giao thông Sau thiết lập kết nối, giao diện hiển thị Connected Nút DISCONECT sử dụng để ngắt kết nối thiết lập, lúc giao diện hiển thị Disconnected Sau đó, ta điều khiển, giám sát nút giao thông cách chọn PopupMenu (xem Vùng 4), có hiển thị tên, địa IP, cổng kết nối với nút giao thông trạng thái chạy/dừng (Running/Stopping) hệ thống đèn nút Trạng thái bóng đèn thời gian đếm ngược tuyến thể Vùng Hình Giao diện điều khiển, giám sát máy chủ chế độ tự động Thay đổi thông số làm việc hệ thống đèn giao thơng thực tay thơng qua cài đặt Vùng Khi nút Auto chọn phần mềm tính tốn tối ưu chu kỳ phân pha theo thuật toán Mục 4, dựa theo thơng số cài đặt (kích thước hình học nút, lưu lượng giả định tuyến) Vùng Hình thể giao diện điều khiển, giám sát chế độ tự động Ngược lại, nút Auto khơng chọn thơng số thay đổi tay Vùng Việc điều khiển chạy/dừng hệ thống nút giao thông thực thông qua nút START STOP Vùng Kết luận Trong báo này, đề xuất giải pháp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu giao thơng thơng minh, có giải pháp phần cứng giải pháp phần mềm Về phần cứng, đề xuất sử dụng PLC S7-1200 vào điều khiển hệ thống đèn giao thông PLC có tích hợp cổng profinet mơ-đun web server, nhằm hỗ trợ khả kết nối Internet hệ thống với máy chủ trung tâm vận hành Ngoài ra, đề xuất sử dụng môđun CM 1241 để mở rộng giao tiếp RS-485 với môđun đếm ngược Về giải pháp phần mềm, đề xuất sử dụng thuật toán tối ưu chu kỳ phân pha tín hiệu dựa kết nghiên cứu tác giả nước giao thông đô thị Giao diện điều khiển, giám sát xây dựng phần mềm Matlab, có thiết lập kết nối, điều chỉnh thông số tay điều chỉnh thông số tự động Ngồi ra, chúng tơi cịn phát triển trang web để người dùng điều khiển, giám sát hệ thống đèn thông qua giao diện web Chúng tiến hành thử nghiệm điều khiển, giám sát thành cơng 04 mơ hình đèn giao thơng thơng qua Internet TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] C.N Nguyễn, “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đèn giao thông thông minh”, Tạp chí Khoa học, 15b, 2010, trang 56-63 [2] C.N Nguyễn, Một giải pháp thiết kế hệ thống đèn giao thơng thơng minh, Hội nghị tồn quốc Điều khiển Tự động hoá – VCCA, 2011 [3] N.K.N Nguyễn, T.K.T Nguyễn, Đ.B Võ, Ứng dụng mạng cảm biến không dây để điều khiển giám sát điều khiển đèn tín hiệu giao thơng, Kỷ yếu Hội nghị tồn quốc Điều khiển Tự động hố – VCCA, 2015, trang 690-696 [4] PLC S7-1200 System manual, https://cache.industry.siemens.com/dl/files/465 /36932465/att_106119/v1/s71200_system_manual_en-US_en-US.pdf [5] Web server _ semens support, https://support.industry.siemens.com/ /s71500_webserver_functio n_manual_en-US_ [6] Giao thức TCP/IP, https://vi.wikipedia.org/wiki/TCP/IP [7] Modbus RTU overview, http://www.rtaautomation.com/technologies/modbus-rtu/ [8] B.C Đỗ, Kỹ thuật giao thông, Tủ sách Sau đại học, Trường Đại học Xây dựng, 1996 [9] C.T Phan, Giao thông đô thị Thiết kế đường phố, Nhà xuất Xây dựng, 2016 [10] C.T Phan, Tính tốn chu kỳ tối ưu phân pha tín hiệu nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn đô thị Việt Nam, Tuyển tập công trình nghiên cứu sinh Trường Đại học Xây dựng, 2000 [11] C.T Phan, N.D Trần, “Xây dựng phần mềm mô hoạt động dòng xe nút giao thong điều khiển tín hiệu đèn thị Việt Nam”, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, Số 3, 2004 (BBT nhận bài: 29/8/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 15/09/2017) ... xuất giải pháp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu giao thơng thơng minh, có giải pháp phần cứng giải pháp phần mềm Về phần cứng, đề xuất sử dụng PLC S7-1200 vào điều khiển hệ thống đèn giao thơng PLC. .. NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN hệ thống PLC S7-1200 sử dụng để điều khiển hệ thống đèn giao thông PLC điều khiển truyền thống sử dụng cho mục đích Trong đó, PLC S7-1200 dịng với tính... thiết kế hệ thống đèn giao thơng thơng minh? ??, Tạp chí Khoa học, 15b, 2010, trang 56-63 [2] C.N Nguyễn, Một giải pháp thiết kế hệ thống đèn giao thông thông minh, Hội nghị toàn quốc Điều khiển Tự