1
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TÍN HIỆU ĐÈN GIAO
THÔNG
GIỚI THIỆU CHUNG CỦA HỆ THỐNG:
Đèn giao thông (còn được gọi tên khác là đèn tín hiệu giao thông hay đèn điều
khiển giao thông) là một thiết bị được dùng để điều khiển giao thông ở những giao lộ
có lượng phương tiện lưu thông lớn (thường là ngã ba, ngã tư đông xe qua lại). Đây là
một thiết bị quan trọng không những an toàn cho các phương tiện mà còn giúp giảm
ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm. Nó được lắp ở tâm giao lộ hoặc trên vỉa hè. Đèn
tín hiệu có thể hoạt động tự động hay cảnh sát giao thông điều khiển. Đèn giao thông
có thể hoạt động hoàn toàn tự động hoặc cảnh sát giao thông điều khiển.
MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG CỦA HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG:
1. Cải thiện điều kiện làm việc:
Trước tình hình phương tiện tham gia giao thông ngày càng gia tăng không
ngừng và hệ thống giao thông ngày càng phức tạp. Chính lý do này đã dẫn 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 để điều khiển và
phân luồng tại các nút giao thông là rất cần thiết. Với tầm quan trọng như vậy hệ thống
điều khiển tín hiệu giao thông cần đảm bảo những yêu cầu sau:
- Đảm bảo trong quá trình hoạt động một cách chính xác và liên tục.
- Độ tin cậy cao.
- Đảm bảo làm việc ổn định, lâu dài
2
CHƢƠNG I: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CHO HỆ THỐNG
1.1. Mô tả hoạt động của hệ thống:
A
B
C
D
Hình 1.1: Sơ đồ phân luồng giao thông
1.1.1. Nguyên lý hoạt động:
Tại thời điểm ban đầu đèn xanh tại vị trí A và C sáng cho phép các phương tiện
và người đi bộ đi theo chiều từ A sang C và ngược lại đồng thời lúc này đèn đỏ tại các
vị trí B và D sáng không cho các phương tiện lưu đi theo chiều từ B sang D và ngược
lại. Sau một khoảng thời gian đèn xanh tại vị trí A và C tắt và đèn vàng sáng.Sau một
thời gian đèn vàng tắt thì đèn đỏ tại B và D tắt đồng thời đèn đỏ tại A và C tại sáng và
đèn xanh tại vị trí A và C sáng .Và cứ như thế lập lại.
1.2.Phân tích lựa chọn phƣơng án điều khiển:
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật để điều khiển được hệ thống giao thông
chúng ta có nhiều cách khác nhau như là: Dùng IC số, các bộ vi xử lý, vi điều khiển,
các bộ điều khiển PLC.
1.2.1. Mạch dùng IC số :
Với mạch dùng IC số có những ưu điểm sau:
Giá thành rẻ
3
Mạch đơn giản dễ thực hiện
Tổn hao công suất bé, mạch có thể dùng pin hoặc acquy
Tuy nhiên khi sử dụng kỹ thuật số rất khó khăn trong việc thay đổi chương trình.
Muốn thay đổi một chương trình nào đó thì buộc ta phải thay đổi 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.
1.2.2.Điều khiển bằng vi điều khiển:
Ngoài ưu điểm của phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điểm
sau:
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 hơn.
Trong mạch có thể 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 sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính.
1.2.3.Với vi mạch dùng kỹ thuật vi xử lý:
Với phương pháp này có những ưu điểm sau:
Ta có thể thay đổi một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm trong khi đó phần
cứng không thay đổi mà mạch dùng IC số không thể thực hiện được mà nếu có thể
thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân khó tiếp cận, đễ nhầm.
Số linh kiện sử dụng trong mạch cũng ít hơn.
Mạch đơn giản hơn 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. Do vậy việc viết chương trình gặp nhiều
4
khó khăn. Do vậy hiện nay để khắc phục những nhược điểm trên hiện nay người ta sử
dụng bộ vi điều khiển.
1.2.4.Điều khiển bằng PLC:
Với phương pháp sử dụng PLC có những ưu diểm sau:
Lập trình đơn giản, độ tin cậy cao.
Chức năng điều khiển thay đổi 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
nhập xuất.
Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiển rất nhanh.
Nên nhóm chúng em chọn phương án dung PLC để điều khiển.
1.3. Hệ thống điều khiển bằng bộ lập trình PLC:
Trên thực tế có rất nhiều bộ lập trình bằng PLC của nhiều hãng khác nhau như:
PLC của siemen, PLC của Mitsubishi…, sau đây chúng e xin được giới thiệu đến
thầy cô và các bạn về bộ lập trình PLC của hãng Allen-Bradley
Hình 1.2: PCL Allen-Bradley Micrologix 1500
5
1.3.1. Ưu và nhược điểm:
Ƣu điểm:
- Bộ điều khiển lập trình với kích thước siêu gọn, thích hợp cho các ứng
dụng đòi hỏi cao về yêu cầu tiết kiệm không gian lắp đặt.
- Được thiết kế và tăng bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn
- Có sẵn giao diện cho các thiết bị nhập và xuất
- Được lập trình dể dàng với ngôn ngữ lập trình dể hiểu, chủ yếu giải
quyết các phép toán logic và chuyển mạch.
Nhựơc điểm:
- Chi phí cho việc mua sắm sử dụng thiết bị rất tốn kém
1.3.2. Phạm vi sử dụng:
PLC ngày nay được sử dụng rất rộng rãi, được sử dụng trong hầu hết các hệ
thống điều khiển tự động. Ví dụ như: Điều khiển các băng tải, điều khiển các dây
chuyền đóng gói, hệ thống xử lý nước thải, hệ thống điều khiển cửa tự động, trong
xây dựng…
1.3.3. Xác định thiết bị cho hệ thống điều khiển:
Micrologix 1500 là một bộ lập trình cơ sở bao gồm đơn vị trong đó có một nguồn
cung cấp năng lượng,đầu vào và đầu ra mạch,và một xử lý.Bộ điều khiển có sẵn 24
hoặc 28 điểm gồm I/O.thêm nhiều I/O có thể được thêm vào bằng mođun mở rộng I/O.
Giao diện mở rộng I/O;
Đầu vào đèn LED;
Đầu ra đèn LED;
Cổng Giao tiếp;
Trạng thái đèn LED;