Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, số lượng phương tiện giao thông không ngừng tăng lên. Để viết chương trình điều khiển đèn giao thông, chúng ta có thể viết bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau. Vì vậy ở đây tôi lựa chọn PLC (Programmable Logic Control) với ngôn ngữ lập trình S7-200 để viết chương trình điều khiển đèn giao thông.
Do nhu cầu giao thông thực tế trên đường Lê Hồng Phong nên ùn tắc giao thông thường xuyên xảy ra vào giờ cao điểm. Đặc biệt là nút giao cầu cạn Nguyễn Bỉnh Khiêm. Với mong muốn tìm hiểu lĩnh vực này, tôi chọn đề tài làm đồ án cuối cùng của mình về “Xây dựng hệ thống điều khiển đèn giao thông theo làn sóng xanh trên đường Lê”. Hồng Phong”. Mục đích của chuyên đề này là tìm hiểu các thiết bị tự động hóa, giải pháp tự động hóa tích hợp đầy đủ thông qua PLC S7-200 và quan trọng nhất là các giải pháp giao thông tại nút giao, nút giao, đầu tư tiết kiệm thời gian và ùn tắc giao thông (điều khiển đèn giao thông ở “làn đường xanh”, đèn giao thông) giải pháp điều khiển chiếu sáng trên các nút giao thông quan trọng).
Hiện đang hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Xây dựng hệ thống điều khiển đèn giao thông theo làn sóng xanh trên đường Lê Hồng Phong”.
CÁC NÖT GIAO THÔNG TUYẾN ĐƢỜNG
HIỆN TRẠNG CÁC NÖT GIAO THÔNG ĐƢỜNG LÊ HỒNG PHONG
- Nút giao thông Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự ( Sân bay Cát Bi – Lê
- Nút giao thông Cầu vƣợt Nguyễn Bỉnh Khiêm (Lê Hồng Phong -
- Nút giao thông ParkSon (Lê Hồng Phong – Lô 22)
- Các nút giao thông khác
Nút giao Ngô Gia Tự - Lê Hồng Phong không phải là nút giao thông quan trọng nhưng đây là nút giao thông có nhiều phương tiện giao thông địa phương. Ngã tư Nguyễn Bỉnh Khiêm (Lê Hồng Phong - Nguyễn Bỉnh Khiêm) Phong - Nguyễn Bỉnh Khiêm). Đây là nút giao thông đô thị, khác biệt rõ rệt so với nút giao thông thường, là nút giao có hai đường giao nhau, một bùng binh lớn và một đường cắt nhỏ cho phép các phương tiện rẽ phải mà không bị người tham gia giao thông điều khiển. .
Các phương tiện đi thẳng dọc đường Nguyễn Bỉnh Khiêm thường xuyên qua cầu để tránh đèn giao thông nên lượng phương tiện ở đây được hạn chế ở mức tối thiểu. Nút giao này kết nối các khu dân cư đông đúc, liền kề với nhiều trường học, trung tâm thương mại, văn phòng nên lượng phương tiện lưu thông khá nhiều. Nút giao này được coi là một trong những điểm quan trọng của giao thông thành phố.
Vì vậy, các nút giao tại nút giao Đông Khê, nút giao Đăng Lâm, nút giao Lộ 22 và nút giao sân bay Cát Bi đều được trình bày tương tự nút giao ParkSon.
MỤC TIÊU THIẾT KẾ CỦA MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO
ỨNG DỤNG PLC XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
GIỚI THIỆU VỀ PLC
- Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-200
- Cấu hình cứng
- Cấu trúc bộ nhớ
- Phân chia bộ nhớ
- Mở rộng ngõ vào/ra
- Thực hiện chƣơng trình
- Ngôn ngữ lập trình S7 – 200
- Phƣơng pháp lập trình
- Cú pháp lệnh của S7 – 200
Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng lập trình viên hoặc PC. RUN (đèn xanh): Đèn RUN màu xanh cho biết PLC đang ở chế độ làm việc và đang chạy chương trình được nạp vào máy. STOP (đèn vàng): Đèn STOP màu vàng cho biết PLC đang ở chế độ dừng của chương trình đang được thực hiện lại.
Vùng chương trình: là vùng bộ nhớ dùng để lưu trữ các lệnh của chương trình. Vùng dữ liệu: dùng để lưu trữ dữ liệu chương trình, bao gồm kết quả tính toán, các hằng số được xác định trong chương trình và bộ đệm truyền thông. Mỗi vòng quét bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào bộ đệm ảo, sau đó là giai đoạn thực thi chương trình.
Trong mỗi vòng quét, chương trình được thực thi bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng . Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn giao tiếp nội bộ và giai đoạn kiểm tra lỗi. Các chương trình con được nhóm lại với nhau ngay sau chương trình chính.
Đằng sau chương trình chính, bạn có thể tự do kết hợp các chương trình con và trình xử lý ngắt (Hình 2.5). S7 – 200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc bằng lệnh cuối cùng trong một vòng. Thuộc nhóm lệnh điều khiển chương trình, bao gồm: lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con.
Nhãn đích, hoặc đơn giản là nhãn, phải được đánh dấu trước khi thực hiện lệnh nhảy hoặc lệnh gọi chương trình con. Các lệnh này được sử dụng để kết thúc chương trình đang chạy và kéo dài thời gian của chu kỳ quét. Trong LAD và STL, chương trình phải được kết thúc bằng lệnh kết thúc vô điều kiện MEND.
Lệnh STOP kết thúc chương trình, nó chuyển điều khiển chương trình sang chế độ STOP.
THIẾT KẾ TÍN HIỆU ĐÈN HOẠT ĐỘNG TRÊN CÁC NÖT GIAO
- Giới thiệu về phƣơng pháp điều khiển tín hiệu giao thông theo làn sóng
- Phƣơng pháp tính toán, đặt thời gian cho tín hiệu giao thông
Nếu có làn xanh thì thời gian giữa các giao lộ phải khác nhau, thời gian xanh và đỏ ở hai hướng cũng sẽ rất khác nhau. Với các nút bấm cách đều nhau thì thời gian chênh lệch giữa đèn xanh và đèn đỏ sẽ lớn (Hình 2.12). Nếu khoảng cách giữa các nút giao trong mô hình như hình 2.10 thì ta thấy có làn đường xanh nhưng thời gian đèn xanh ở hướng số 2 quá nhỏ nên khó thực hiện.
Từ sơ đồ Hình 2.12 và Hình 2.13, để đảm bảo các xe xuất phát có tín hiệu xanh ở nút giao nhau đầu tiên sẽ gặp đèn xanh ở nút giao cắt tiếp theo, thời gian chu kỳ đèn của các nút giao nhau trên tuyến phải bằng nhau. bởi vì "sóng xanh" (cụ thể là hướng mũi tên) có tính chất lặp lại sau chu kỳ của mỗi lần vượt qua này. So sánh thời gian chu kỳ ánh sáng trung bình (Tcktb) của các nút giao thông với thời gian trung bình mà các phương tiện đi qua các đoạn này (Sttb). Chúng tôi xác định chu kỳ ánh sáng chung cho các nút: chúng tôi lấy làm cơ sở 4 nút giao thông có lưu lượng phương tiện hạng nặng chủ yếu là các nút 2,3,4; Ta tính thời gian trung bình đèn xanh hướng 1, đèn xanh hướng 2 (theo thời gian của các nút chọn làm cơ sở).
Ta có đồ thị tín hiệu theo độ lệch thời gian (Δt) giữa các nút có chu kỳ chung là 51s như hình 2.13;. Để đảm bảo điều này sau chu kỳ ánh sáng của mỗi nút giao thông, thời gian chu kỳ ánh sáng cho tất cả các nút giao thông (Tcktb) phải có khoảng thời gian gần như nhau (Δttb). Khi tổ chức “làn sóng xanh”, các tuyến đường trên tuyến cần được ưu tiên giảm thiểu thời gian chờ đợi của các phương tiện.
Theo tính toán sử dụng phương pháp sóng xanh, thời gian xác định của mô hình là thời điểm tối ưu nhất mà tín hiệu ánh sáng phát huy tác dụng tốt nhất. Nếu một trong các điểm nối được thay đổi hoặc điều chỉnh, sẽ có sự mất cân bằng trong chu kỳ thời gian xuất hiện của làn sóng xanh. Vì vậy, thời gian tính toán là tối ưu nên khi xảy ra ùn tắc hoặc ùn tắc giao thông, do có nhiều phương tiện nên sử dụng biện pháp quản lý của cảnh sát giao thông.
Ngoài ra, với 28 giây đèn xanh ở hướng 1 và 20 giây đèn xanh ở hướng 2, thời gian ấn định này khá phù hợp và tăng nhiều chu kỳ đèn nhằm phát huy tối đa khả năng thông xe và giảm thiểu khả năng gặp phải đèn đỏ trên đường. con đường chình. Để nhận thấy việc áp dụng phương pháp tính sóng xanh phải đảm bảo khoảng cách giữa các nút giao, tính đồng đều của giao thông, ví dụ như số lượng phương tiện tương đương, thời gian di chuyển giữa các nút giao tương đương.
MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THÔNG
GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ TRONG MÔ HÌNH
- Thiết bị mạch điều khiển
- Thiết bị mạch động lực
VIẾT CHƢƠNG TRÌNH VỚI PLC S7-200 VÀ MÔ PHỎNG
- Sơ đồ khối của chƣơng trình
MÔ HÌNH
- Mô hình
Đây là sơ đồ nối dây thực tế của mô hình điều khiển tín hiệu giao thông sóng xanh. Giới thiệu chung về mô hình điều khiển tín hiệu đèn giao thông làn sóng xanh trên đường Lê Hồng Phong. Trong mô hình, một số đoạn đã được làm thẳng để thuận tiện cho việc thiết kế và lắp đặt khoan ống, đồng thời các nút giao có kết cấu không đối xứng trong quá trình thi công được thiết kế có chủ ý để đối xứng trong mô hình.
Mô hình tập trung giải quyết “làn sóng xanh” nhưng không giải quyết được bài toán đi bộ. Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi đã tìm hiểu phương án thiết kế “làn đường xanh” cho đèn giao thông nhằm cải thiện tình hình giao thông tại các nút giao thông trọng điểm, trong đó nhiệm vụ của đèn giao thông giúp giải quyết tình trạng giao thông một cách tốt nhất là thông suốt và hợp lý. Do thời gian có hạn và một số điều kiện không thuận lợi nên tôi chưa thiết kế được mô hình thực tế hoàn chỉnh nên trình bày mô phỏng trên hệ thống.
Trong dự án này, tôi chủ yếu nghiên cứu và đưa ra giải pháp “áp dụng phương pháp xây dựng làn sóng xanh”. Tối ưu hóa để hỗ trợ người tham gia giao thông một cách hợp lý nhất, ước tính, tính toán thời gian di chuyển và khả năng xảy ra va chạm giữa các phương tiện tại các nút giao thông. Từ các thông số chung về tốc độ di chuyển của xe, số lần xung đột giao thông, độ rộng các nút giao thông rồi thiết lập các thông số cho các nút giao thông một cách hợp lý nhất.
Tìm hiểu về PLC S7-200, ứng dụng PLC mô phỏng hệ thống điều khiển giao thông làn sóng xanh. Đồ án được hoàn thành trong thời gian ngắn và không tránh khỏi những sai sót, mong các thầy cô thông cảm và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
