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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu giao thông thông minh sử dụng PLC S7-1200 46 Phạm Duy Dưởng, Trần Hoàng Vũ, Phan Cao Thọ 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 thông minh hệ thống đèn tín hiệu giao thông Abstract - Nowadays, intelligent control system for traffic lights is ngày càng được quan tâm nhằm nâng cao khả năng thông hành và widely used to increase the effect of the traffic lights system. In this đảm bảo an toàn giao thông. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất giải paper, we propose a solution for intelligent traffic light control pháp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu giao thông thông minh, trong đó consisting of a solution for hardware and one for software. For the có giải pháp phần cứng và giải pháp phần mềm. Về phần cứng, chúng hardware solution, a PLC S7-1200 is used to control the traffic tôi đề xuất sử dụng PLC S7-1200 vào điều khiển hệ thống đèn. PLC lights system. The PLC embeds a profinet port and a web server này có tích hợp cổng profinet và mô-đun webserver nhằm hỗ trợ khả module which supports the Internet connection between the traffic năng kết nối internet của hệ thống với máy chủ tại trung tâm vận hành. lights system and a host computer at the operation center. For the Về giải pháp phần mềm, chúng tôi đề xuất sử dụng thuật toán tối ưu software solution, we use a cycle optimum compution algorithm chu kỳ và phân pha tín hiệu dựa trên các bài toán tối ưu hoá điều khiển based on Westers’ theory. The monitor and control interface are giao thông tại nút. Giao diện điều khiển, giám sát được xây dựng trên built in Matlab program. We have successfully implemented phần mềm Matlab. Chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm điều khiển, giám monitoring and control of our traffic light system prototypes through sát thành công 04 mô hình đèn tín hiệu giao thông thông qua Internet. Internet. Từ khóa - giao thông thông minh; chu kỳ tối ưu; S7-1200; TCP/IP; Key words - intelligent traffic lights; optimum cycle; S7-1200; Modbus RTU. TCP/IP; Modbus RTU. 1. Đặt vấn đề thời gian dòng tới. Trong [3], các tác giả đề xuất cải tiến phần Ngày nay, cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội, nhu cứng để giám sát hệ thống giao thông ở Việt Nam. Trong đó, cầu vận chuyển của hàng hoá và hành khách ngày một gia các tác giả đã tích hợp vào tủ điều khiển giao thông có sẵn tăng, trong khi hệ thống hạ tầng chưa đáp ứng kịp dẫn đến các cảm biến đo dòng để xác định và gửi trạng thái của các thường xuyên xảy ra ùn tắc, đặc biệt tại các nơi giao nhau. bóng đèn về trung tâm điều khiển thông qua GSM. Tuy Dùng đèn tín hiệu để điều khiển giao thông tại nút trong nhiên, các tác giả chỉ dừng lại ở việc cải tiến tủ điều khiển điều kiện dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần trong các đô nhằm giám sát tình trạng các bóng đèn mà không hướng đến thị Việt Nam là giải pháp công nghệ phổ biến, hiệu quả và điều khiển thông minh hệ thống đèn tín hiệu giao thông. phù hợp với thực tế. Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống đèn Chúng tôi đề xuất một hệ thống đèn tín hiệu giao thông tín hiệu giao thông hiện nay ở các đô thị Việt Nam còn thông minh nhằm điều tiết giao thông hiệu quả. Trong đó có nhiều khiếm khuyết, bất cập và đa số sử dụng chu kỳ cứng, đề xuất về phần cứng và thuật toán điều khiển. Về mặt phần độc lập, nhất là khi lưu lượng trên các nhánh dẫn là khác cứng, PLC S7-1200 [4] được sử dụng để điều khiển đèn giao nhau và thay đổi theo thời gian. Việc sử dụng cố định chu thông. Trên PLC này, một mô-đun web server [5] được sử kỳ đèn trong điều khiển đôi khi làm mất tác dụng của hệ dụng để giám sát, vận hành và điều khiển hệ thống đèn tín thống, gây ra hiện tượng ùn tắc và tai nạn giao thông như hiệu giao thông thông qua Internet. Hơn nữa, PLC S7-1200 đã thấy khá phổ biến ở đô thị nước ta. còn hỗ trợ mô-đun profinet nên các thông tin từ hệ thống đèn giao thông (trạng thái bóng đèn, thời gian đếm ngược, thông Ở Việt Nam hiện nay cũng đã áp dụng một số hệ thống số cài đặt tại chỗ…) có thể được cập nhật về máy chủ và đèn giao thông thông minh thương mại. Tuy nhiên, các hệ thống này đều được nhập khẩu với giá thành rất cao và được điều khiển từ máy chủ thông qua giao thức TCP/IP [6]. thường phát sinh các vấn đề trục trặc sau thời gian sử dụng, Người vận hành có thể dễ dàng thay đổi từ xa chế độ làm việc, thời gian sáng của bóng đèn xanh phù hợp với lưu do không làm chủ được công nghệ. Việc ứng dụng và phát lượng người tham gia giao thông trên từng tuyến, từng thời triển công nghệ thông minh cho bài toán giao thông điều điểm sau khi đăng nhập vào hệ thống ...