đồ án môn học thiết kế hệ thông đèn giao thông

Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Chương 1
I Khái quát về PLC
I.1 PLC là gì ?
PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bò có thể lập trình được, được thiết
kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lí từ đơn giản
đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà nó có thể thực hiện một loạt các
chương trình hoặc sự kiện, sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích
(hay còn gọi là ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ đònh thì (Timer) hay
các sự kiện được đếm qua bộ đếm. Khi một sự kiện được kích hoạt nó sẽ bật ON,
OFF hoặc phát một chuỗi xung ra các thiết bò bên ngoài được gắn vào ngõ ra của
PLC. Như vậy nếu ta thay đổi các chương trình được cài đặt trong PLC là ta có thể
thực hiện các chức năng khác nhau, trong các môi trường điều khiển khác nhau.
Hiện nay PLC đã được nhiều hãng khác nhau sản xuất như: Siemens, Omron,
Mitsubishi, Festo, Alan Bradley, Schneider,Hitachi vv. Mặt khác ngoài PLC
cũng đã bổ sung thêm các thiết bò mở rộng khác như :các module mở rộng AI
(Analog Input), DI (Digital Input), module ghép nối truyền thông, các thiết bò hiển
thò, các bộ nhớ Cartridge thêm vào.
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 1
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
I.2 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình.
Nhu cầu về một bộ điều khiển dễ sử dụng, linh hoạt và có giá thành thấp đã thúc
đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable-control
systems) – hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình
hoạt động. Trong bối cảnh đó, bộ điều khiển lập trình (PLC – Programmable Logic
Controller) được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng
rơ-le và thiết bò rời cồng kềnh, và nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bò dễ
dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản. Ngoài ra, PLC
còn có thể thực hiện những tác vụ khác như đònh thì, đếm,các lệnh tính toán số học,
các lệnh xử lý dữ liệu trên mạng v.v…, làm tăng khả năng điều khiển cho những
hoạt động phức tạp, ngay cả với loại PLC nhỏ nhất.

Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả các trạng thái tín hiệu ở ngõ vào, được đưa
về từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín
hiệu điều khiển cho thiết bò bên ngoài tương ứng. Với các mạch giao tiếp chuẩn ở
khối vào và khối ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác
động (actuators) có công suất nhỏ ở ngõ ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu
(transducers) ở ngõ vào, mà không cần có các mạch giao tiếp hay rơ-le trung gian.
Tuy nhiên, cần phải có mạch điện tử công suất trung gian khi PLC điều khiển
những thiết bò có công suất lớn.
Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà không
cần có sự thay đổi nào về mặt kết nối dây; sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình
điều khiển trong bộ nhớ thông qua thiết bò lập trình chuyên dùng. Hơn nữa, chúng
còn có ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với những
hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải thực hiện việc nối dây phức
tạp giữa các thiết bò rời.
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 2
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Về phần cứng, PLC tương tự như máy tính “truyền thống”, và chúng có các đặc
điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp.
• Khả năng kháng nhiễu tốt;
• Cấu trúc dạng module cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả năng kết nối
(nối thêm module mở rộng vào/ra) và thêm chức năng (nối thêm module
chuyên dùng);
• Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra được chuẩn
hóa;
• Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng – Ladder, và STL – dễ hiểu và dễ sử
dụng.
• Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng.
Những đặc điểm trên làm cho PLC được sử dụng nhiều trong việc điều khiển các
máy móc công nghiệp và trong điều khiển quá trình (process-control).
Khái niệm cơ bản

Bộ điều khiển lập trình là ý tưởng của một nhóm kỹ sư hãng Ganeral Motors vào
năm 1968, và họ đã đề ra các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều
khiển trong công nghiệp :
• Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong nhà
máy;
• Cấu trúc dạng module để dễ dàng bảo trì và sửa chữa;
• Tin cậy hơn trong môi trường sản xuất của nhà máy công nghiệp;
• Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ hơn mạch rơ-le chức năng tương
đương;
• Giá thành cạnh tranh.
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 3
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Những chỉ tiêu này tạo sự quan tâm của các kỹ sư thuộc nhiều ngành nghiên cứu
về khả năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp. Các kết quả nghiên cứu đã đưa
ra thêm một số yêu cầu cần phải có trong chức năng của PLC : tập lệnh từ các lệnh
logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ đònh thì, tác vụ đếm; sau đó là
các lệnh xử lý toán học, xử lý bằng dữ liệu, xử lý xung tốc độ cao, tính toán số liệu
số thực 32 bit, xử lý thời gian thực, đọc mã vạch, v.v… Song song đó, sự phát triển
về phần cứng cũng đạt được nhiều kết quả : bộ nhớ lớn hơn, số lượng ngõ vào/ra
nhiều hơn, nhiều module chuyên dùng hơn. Vào năm 1976, PLC có khả năng điều
khiển các ngõ vào/ra ở xa bằng kỹ thuật truyền thông.
Sự gia tăng những ứng dụng PLC trong công nghiệp đã thúc đẩy các nhà sản xuất
hoàn chỉnh các họ PLC với các mức độ khác nhau về khả năng, tốc độ xử lý và
hiệu suất. Các họ PLC phát triển từ loại làm việc độc lập, chỉ với 20 ngõ vào/ra và
dung lượng bộ nhớ chương trình 500 bước, đến các PLC có cấu trúc module nhằm
dễ dàng mở rộng thêm khả năng và chức năng chuyên dùng bao gồm:
• Xử lý tín hiệu liên tục (analog)
• Điều khiển động cơ servo, động cơ bước
• Truyền thông
• Tăng số lượng ngõ vào/ra;

• Tăng bộ nhớ mở rộng.
Với cấu trúc dạng module cho phép chúng ta mở rộng hay nâng cấp một hệ thống
điều khiển dùng PLC với chi phí và công suất ít nhất.
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 4
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển
Chỉ tiêu so
sánh
Rơ-le Mạch số Máy tính PLC
Giá thành từng
chức năng
Khá thấp Thấp Cao Thấp
Kích thước vật
lý
Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn
Tốc độ điều
khiển
Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh
Khả năng
chống nhiễu
Xuất sắc Tốt Khá tốt Tốt
Lắp đặt Mất thời
gian thiết
kế và lắp
đặt
Mất thời gian
thiết kế
Mất nhiều
thời gian lập
trình

Lập trình và
lắp đặt đơn
giản
Khả năng điều
khiển tác vụ
phức tạp
Không Có Có Có
Dễ thay đổi
điều khiển
Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản
Công tác bảo
trì
Kém – Có
rất nhiều
công tắc
Kém – nếu
IC được hàn
Kém – có rất
nhiều mạch
điện tử
chuyên dùng
Tốt – các
module được
tiêu chuẩn
hóa
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 5
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Theo bảng so sánh, PLC có những đặc điểm về phần cứng và phần mềm làm cho
nó trở thành bộ điều khiển công nghiệp được sử dụng rộng rãi.
I.3 Sơ lược về lòch sử phát triển

Thiết bò điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable Controller) đã được những
nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (công ty General Motor Mỹ). 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 tiến hệ thống làm cho hệ
thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó
khăn, do lúc này không có các thiết bò lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập
trình.
Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm
tay(Programmable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều
này đã tạo ra được một sự phát triển thực sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình.
Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm
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 (The Diagram
Format). Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC còn có thêm
khả năng vận hành với những thuật toán hỗ trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ
liệu cập nhật” (data manipulation). Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho
máy tính (Cathode Ray Tube: CRT), nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để
lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn.
Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đã
làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh hơn với các chức năng mở rộng: Hệ thống
ngõ vào/ra có thể tăng lên đến 8000 cổng vào/ra, dung lượng bộ nhớ chương trình
tăng lên hơn 128000 từ bộ nhớ (word of memory) có thể gắn thêm nhiều Module
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 6
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
bộ nhớ để có thể tăng thêm kích thước chương trình. 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, kết nối với các hệ thống máy tính, tăng khả năng điều khiển của từng hệ
thống riêng lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh
hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lượng cổng

ra/vào lớn. Một số thuật toán cơ bản dùng cho điều khiển cũng được tích hợp vào
phần cứng như điều khiển PID (cho điều khiển nhiệt độ, điều khiển tốc độ động cơ,
điều khiển vò trí), điều khiển mờ, lọc nhiễu ở tín hiệu đầu vào vv
Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông
qua CIM (Computer Integrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot,
Cad/Cam, … Ngoài ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các
chức năng điều khiển “thông minh” (intelligence) còn gọi là các siêu PLC (super
PLC) cho tương lai.
I.4. Cấu trúc và hoạt động của một PLC.
I.4.1 Cấu trúc.
Một hệ thống lập trình cơ bản phải gồm có hai phần: khối xử lý trung tâm
(CPU: Central Processing Unit) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O)
Trong đó :
• Thiết bò đầu vào gồm các thiết bò tạo ra tín hiệu điều khiển như nút
nhấn, cảm biến, công tắc hành trình…vv
• Input, Output các cổng nối phía đầu vào ra của PLC hay các của các
Module mở rộng
• Cơ cấu chấp hành: gồm các thiết bò được điều khiển như: chuông, đèn,
contactor, động cơ, van khí nén, heater, máy bơm, LED hiển thò vv
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 7
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Sơ đồ cấu trúc của PLC
Bộ
đệm
Mạch chốt
Mạch giao tiếp
Bộ đệm
Bộ lọc
Mạch cách ly
Panel lập trình

(gắn thêm)
Mạch
ngõ vào
Mạch
ngõ vào
Bus hệ thống (vào/ra)
Kênh ngõ ra
16 rơle, triac hay transistor
Kênh ngõ ra
24 ngõ vào
Bus dữ liệu
Bộ
đệm
Bộ nhớ
chương trình
EEPROM
Nguồn
pin
CPU
Bộ xử lý
Clock
Bộ nhớ
hệ thống
ROM
Bộ nhớ
dữ liệu
RAM
Khối
vào
ra

Khối mở
rộng
Bộ nhớ
chương
trình
EEPROM
tùy chọn
đệm
Bộ
Bus đòa chỉ
Bus điều khiển

Sơ đồ cấu trúc bên trong của PLC
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 8
Lập trình
I
N
P
U
T
S
M
Máy tính PG / PC
M
O
U
T
P
U
T

S
CENTRAL
PROCESSING
UNIT
PLC
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Chương trình điều khiển: đònh ra quy luật thay đổi tín hiệu Output đầu ra theo tín
hiệu Input đầu vào như mong muốn. Các chương trình điều khiển được tạo ra bằng
cách sử dụng bộ lập trình chuyên dụng cầm tay (Hand-hold programmer PG) hoặc
chạy bằng phần mềm điều khiển trên máy vi tính sau đó được nạp vào PLC thông
qua cáp nối giữa PLC với máy tính (hay PG)
- Khối điều khiển trung tâm (CPU: Central Processing Unit) gồm ba phần:
bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và hệ thống nguồn cung cấp.
Hình : Sơ đồ khối tổng quát của CPU
Có nhiều loại bộ nhớ để cho người sử dụng lựa chọn theo mục đích hay yêu cầu sử
dụng:
 ROM (Read Only Memory) bộ nhớ chỉ đọc không xoá dùng lưu trữ
chương trình cố đònh, không thay đổi thường dùng cho nhà sản xuất
PLC
 RAM (Random Access Memory) : bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng
để lưu trữ dữ liệu và chương trình cho người sử dụng
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 9
Processor Memory
Power Supply
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
 EPROM: ROM lập trình có thể xoá được
 EEPROM: Electrically EPROM
I.4.2 Hoạt động của một PLC.
Về cơ bản hoạt động của một PLC cũng khá đơn giản. Đầu tiên, hệ thống các
cổng vào/ra (Input/Output) (còn gọi là các Module xuất/nhập) dùng để đưa các tín

hiệu từ các thiết bò ngoại vi vào CPU (như các sensor, contact, tín hiệu từ động cơ
…). Sau khi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều
khiển qua ngõ ra xuất ra các thiết bò được điều khiển.
Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét (scan) dữ liệu hoặc trạng thái
của các thiết bò ngoại vi thông qua ngõ vào, sau đó thực hiện các chương trình trong
bộ nhớ như sau: chương trình chính sẽ nhận lệnh từ bộ nhớ chương trình đưa ra
thanh ghi lệnh để thi hành. Chương trình ở dạng STL (Statement List – Dạng lệnh
liệt kê) hay ở dạng LADDER (dạng hình thang) sẽ được dòch ra ngôn ngữ máy cất
trong bộ nhớ chương trình. Khi thực hiện xong chương trình, tiếp đó là quá trình
truyền thông nội bộ, kiểm lỗi và cuối cùng CPU sẽ gởi hoặc cập nhật (update) tín
hiệu tới các thiết bò được điều khiển thông qua ngõ ra. Một chu kỳ gồm: đọc tín
hiệu ở ngõ vào, thực hiện chương trình, truyền thông nội bộ, tự kiểm tra lỗi và gởi
cập nhật tín hiệu ở ngõ ra được gọi là một chu kỳ quét (scanning).
Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thì lệnh không xử lý trực tiếp với
cổng vào ra mà sẽ xử lý thông qua bộ nhớ đệm. Nếu có sử dụng ngắt thì chương
trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt sẽ được soạn thảo và cài đặt như một bộ
phận chương trình. Chương trình ngắt chỉ thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện
tín hiệu ngắt và có thể xảy ra ở bất kì điểm nào trong vòng quét
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 10
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Trên đây chỉ là mô tả hoạt động đơn giản của một PLC, với hoạt động này sẽ giúp
cho người thiết kế nắm được nguyên tắc của một PLC. Nhằm cụ thể hóa hoạt động
của một PLC, sơ đồ hoạt động của một PLC là một vòng quét (scan) như sau:
Thực tế khi PLC thực hiện chương trình (Program Execution), PLC khi cập nhật tín
hệ ngõ vào (ON/OFF), các tín hiệu này không được truy xuất tức thời để đưa ra
(Update) ở ngõ ra mà quá trình cập nhật tín hiệu ở ngõ ra (ON/OFF) phải theo hai
bước: khi xử lý thực hiện chương trình, vi xử lý sẽ chuyển đổi các mức logic tương
ứng ở ngõ ra trong “chương trình nội” (đã được lập trình), các mức logic này sẽ
chuyển đổi ON/OFF.Tuy nhiên lúc này các tín hiệu ở ngõ ra “thật” (tức tín hiệu
được đưa ra tại Module out) vẫn chưa được đưa ra. Khi xử lý kết thúc chương trình

xử lý, việc chuyển đổi các mức logic (của các tiếp điểm) đã hoàn thành thì việc
cập nhật các tín hiệu ở ngõ ra mới thực sự tác động lên ngõ ra để điều khiển các
thiết bò ở ngõ ra.
Thường việc thực thi một vòng quét xảy ra với thời gian rất ngắn, một vòng quét
đơn (single scan) có thời gian thực hiện một vòng quét từ 1ms tới 100ms. Việc thực
hiện một chu kỳ quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chương trình và
cả mức độ giao tiếp giữa PLC với các thiết bò ngoại vi (màn hình hiển thò…). Vi xử
lý chỉ có đọc được tín hiệu ở ngõ vào chỉ khi nào tín hiệu này tác động với khoảng
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 11
Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ
đệm ảo
Chuyển dữ kiệu từ bộ đệm
ảo ra ngoại vi
Thực hiện chương trình
Truyền thông và
kiểm tra lỗi
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
thời gian lớn hơn một chu kỳ quét. Nếu thời gian tác động ở ngõ vào nhỏ hơn một
chu kỳ quét thì vi xử lý xem như không có tín hiệu này. Tuy nhiên trong thực tế sản
xuất, thường các hệ thống chấp hành là các hệ thống cơ khí nên tốc độ quét như
trên có thể đáp ứng được các chức năng của dây chuyền sản xuất. Để khắc phục
khoảng thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản xuất, các nhà thiết kế còn
thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời,dùng bộ đếm tốc độ cao (High Speed
Counter) các hệ thống này thường được áp dụng cho các PLC lớn có số lượng I/O
nhiều, truy cập và xử lý lượng thông tin lớn.
I.5 Ưu nhược điểm của PLC.
Cùng với sự phát triển của phần cứng và phần mềm, PLC ngày càng tăng được các
tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp. Kích thước của
PLC hiện nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lượng I/O càng nhiều hơn, các ứng
dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được nhiều vấn đề

phức tạp trong điều khiển hệ thống.
Ưu điểm đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (đối với
sơ đồ hệ thống, các đường nối dây, các tín hiệu ở ngõ vào/ra …), mà không phải
thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp
đặt, khi đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển Relay), khả năng
chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu
điều khiển lẫn nhau), hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn.
PLC được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong môi trường công nghiệp. Một PLC
có thể được lắp đặt ở những nơi có độ nhiễu điện cao (Electrical Noise), vùng có từ
trường mạnh, có các chấn động cơ khí, nhiệt độ va øđộ ẩm môi trường cao …
Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một khoảng
không gian nhỏ hơn nhưng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác. Điều
này càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với các hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, và quá
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 12
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
trình lắp đặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác. Có khả năng nối
mạng mở rộng hệ thống.
Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC nhờ
giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết
các hỏng hóc (trouble shooting) của hệ thống và báo cho người sử dụng), điều này
làm cho việc sửa chữa thuận lợi hơn.
Chương 2
I Giới thiệu công nghệ :
Công nghệ đèn đường giao thông hệ thống bao gồm :
 Bao gồm hệ thống đèn báo xanh, vàng, đỏ dược lắp dặt ở các chốt giao
thông quan trọng như ngã ba ngã tư va các khu vực đường dao nhau. Bởi
Ơ dây người tham gia giao thông nhiều nên thường xẩy ra tai nạn mặt
khác hệ thống đèn đường còn tăng thêm tính thẩm mó cho thành phố.
Trong giới hạn của đề tài ta chỉ giới thiệu chi tiết hệ thống đèn giao
thông ở ngã tư, chỗ giao nhau của hai tuyến dường tạm dặt tên là Tuyến

Đường số 1 và Tuyến Đường số 2
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 13
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
 Hệ thống gồm sáu đèn xanh, vàng, đỏ ta tạm dặt tên cho chúng la,ø hệ
thống đèn báo cho tuyến đường số một là dèn xanh1 ;vàng1; đỏ1, hệ
thống đèn dành cho tuyến đường số hai là đèn xanh2 ,đèn vàng2, đèn
đỏ2.
II – Nguyên tắc hoạt dộng :
a-Giờ cao điểm : Giờ cao diểm là giờ mà người tham gia giao thông nhiều,
ở đây ta qui đònh giờ cao điểm là giờ từ 5 giờ cho đến 10 giờ hoặc từ 16 giờ đến
19 giờ. Hệ thống hoạt động theo sơ đồ thời gian ở chế độ 1
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 14
ĐÈN ĐỎ 1
ĐÈN VÀNG 1

ĐÈN XANH 1
ĐÈN ĐỎ 2
ĐÈN VÀNG 2
DÈN XANH 2
0 60 90 150 180 t/s
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
• Đèn xanh của tuyến 1 và tuyến 2 sáng trong 60s
• Đèn vàng của 2 tuyến sáng trong 30s
• Đèn đỏ của 2 tuyến sáng trong 90s
b-Giờ bình thường: Giờ bình thường là giờ mà người tham gia giao thông bình
thường, ta quy đònh giờ là từ 10 giờ đến 16 giờ hoặc từ 19giờ đến 21giờ 30. Hệ
thống hoạt động theo sơ đồ thời gian ở chế độ 2
• Đèn xanh của tuyến 1 và tuyến 2 sáng trong 30s
• Đèn vàng của 2 tuyến sáng trong 15s
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 15

ĐÈN ĐỎ 1
ĐÈN VÀNG 1

ĐÈN XANH 1
ĐÈN ĐỎ 2
ĐÈN VÀNG 2
DÈN XANH 2
0 30 45 75 90 t/s
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
• Đèn đỏ của 2 tuyến sáng trong 45s
c- Giờ thấp diểm : Còn lại là giờ thấp điểm người tham gia giao thông ít. Các
đèn Xanh và Đỏ của cả 2 tuyến đều tắt, đèn Vàng hai tuyến nhấp nháy với chu
ký 2s một lần

Mô hình đường giao thông
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 16
TUYẾN 1
TUYẾN 1
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Chương 3
I Ngôn ngữ lập trình :
Với yêu cầu điều khiển hệ thống đèn giao thông ta sử dụng ngôn ngũ lập
trình Step 7 MicroWIN V3.2 của Siemens. .
Cấu trúc của CPU 214 :
• Kích thước vật lý : 90 mm × 80 mm × 62 mm
• Bộ nhớ chương trình : EEPROM 2048 từ
• 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic.
• Có thể ghép nối thêm 2 modul để mở rộng số cổng vào/ra, bao gồm cả
modul tương tự.
• Tổng số cổng logic vào/ra cực đại là 128 cổng vào và 128 cổng ra.

• 256 bộ tạo thời gian trễ và 256 bộ đếm.
• 1 cổng truyền thông RS-485
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 17
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
Hình dáng của S7 – 200
Mô tả các đèn báo trên S7-200 CPU 214 :
• SF : đèn đỏ SF sáng báo hiệu hệ thống bò hỏng.
• RUN : đèn xanh RUN chỉ đònh PLC đang ở chế độ làm việc và thực
hiện chương trình được nạp vào máy.
• STOP : dèn vàng STOP chỉ đònh PLC đang ở chế độ dừng.
• Ix.x : đèn xanh ở cổng vào.
• Qy.y : đèn xanh ở cổng ra.
Cổng truyền thông :
S7 – 200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS-485 phục vụ cho việc ghép
nối các thiết bò lập trình hoặc với các trạm PLC khác.
Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS – 232 cần có cáp nối
PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485.
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 18
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống đèn giao thông
• Phân công vào
- VB403 lệnh gọi giờ của hệ thống, chỉ có ở CPU 214
- VB404 lệnh gọi phút của hệ thống, chỉ có ở CPU 214
- M0.3, M0.2, M0.1 các đầu ra các chế độ
- Q0.0 : Đèn xanh tuyến 1
- Q0.1 : Đèn vàng tuyến 1
- Q0.2 : Đèn đỏ tuyến 1
- Q4.0 : Đèn xanh tuyến 2
- Q4.1 : Đèn vàng tuyến 2
- Q4.2 : Đèn đỏ tuyến 2
II- Chương trình điều khiển:

Ơ đây ta lập trình theo LAD như sau
Trần Duy Hoàn-Lớp 00Đ2A Trang 19