MỞ ĐẦU Ở quốc gia giới, giao thông vận tải yếu tố quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân, đặc biệt với nước phát triển phát triển vấn đề phải đặt lên hàng đầu Điều khiển giao thông nút giao đèn tín hiệu từ lâu giải pháp hữu hiệu nên áp dụng rộng rãi trở thành nhu cầu cần thiết nút giao thông quan trọng Nhiều số liệu điều tra cho thấy ngày ùn tắc giao thông làm thiệt hại hàng tỉ đồng, gây lãng phí thời gian phải chờ đợi Hệ thống điều khiển giao thơng tín hiệu khơng hạn chế tượng tắc nghẽn giao thông, đảm bảo cho người tham gia giao thông lại dễ dàng, tiện lợi, an tồn mà cịn kiểm sốt nạn đua xe trái phép, giảm thiểu tai nạn giao thông, góp phần ổn định Chính trị, ổn định Xã hội Ở Việt Nam trước đây, hình thức giao thơng chủ yếu giao thông đường sông: dựa vào 3000 km bờ biển hai sông lớn – sơng Hồng phía Bắc, sơng Mê Kơng phía Nam Ngày nay, nhờ có đầu tư mạnh vào kết cấu hạ tầng, vào mạng lưới đường quốc lộ nên giao thông đường phát triển nhanh chóng Đặc biệt năm gần đây, nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa làm thay đổi cấu trúc mạng lưới đường, số lượng chất lượng mạng lưới giao thông đường bộ, đường tỉnh lộ hoàn thiện, đường nội thành nâng cấp Trước phát triển đất nước, Chính phủ Việt Nam Ủy ban nhân dân cấp ưu tiên cho giải pháp hệ thống giao thông đường giải vấn đề an tồn giao thơng Hải Phịng thị loại cấp quốc gia, khu trung tâm công nghiệp nước Với diện tích 1515Km xấp xỉ 1,8 triệu dân, diện tích nội thành 21Km dân số 500 nghìn người, Hải Phịng phát triển mạnh mẽ nhờ có lĩnh vực kinh tế là: -Cảng biển -Các khu du lịch -Khu công nghiệp -Nguồn nguyên vật liệu sản xuất vật liệu xây dựng Hải Phòng biết đến thành phố có quy hoạch với lối kiến trúc đẹp, thành phố lịch, mến khách Hải Phịng có hệ thống giao thơng đường linh hoạt không chắn Do trung tâm thành phố cảng nằm sát nên Hải Phòng nơi tập trung nhiều phương tiện giao thông vận tải lớn; phương tiện hoạt động thành phố gây hư ỏng mặt, đường, cầu, gây ô nhiễm mơi trường tiếng ồn khói thải Vào cao điểm, phương tiện giao thông vận tải lớn làm giảm cường độ lưu thông, làm tắc nghẽn, cản trở phương tiện khác di chuyển dường Trong nội Hải Phịng, cịn tồn hai tuyến giao thông đường sắt: phục vụ thương mại công nghiệp, dành cho giao thông công cộng nối với Hà Nội Đây nhược điểm lớn thành phố, cần có giải pháp đoạn qua nơi đông dân Sự bùng nổ dân cư nội thành gia tăng nhanh chóng loại phương tiện giao thông làm ảnh hưởng không nhỏ tới giao thông đô thị Nếu vào năm 1998, mật độ giao thơng khơng có số liệu ( tức chưa phải thống kê ) ngày mật độ giao thông giao cắt nội thành Hải Phịng tương đương với giao cắt nội thành Hà Nội, khoảng 400 phương tiện giao thông phút giao cắt Kết cấu hạ tầng giao thông thành phố đầu tư qui mơ, với đường bao hình elíp có tổng chiều dài 30 km Giao thông vận tải - vận chuyển hàng hóa, phương tiện giao thông vận tải lớn đưa hoạt động tuyến đường bao vành đai Điều giải tỏa phần ách tắc giao thông giảm thiểu ảnh hưởng đến kết cấu đường nội thành Hải Phòng Đây đầu tư đắn thành phố - phù hợp cho phát triển mai sau Có thể quan sát đồ thành phố Hải Phòng để dễ dàng nhận thấy được: cụm ngã tư Lê Hồng Phong,Nguyễn Bỉnh Khiêm,cầu vượt Lạch Tray trục đường qua trung tâm thành phố Do nút giao thông trọng điểm tuyến đường huyết mạch cần có hệ thống điều khiển giao thông đại, tiện nghi Tóm lại, hệ thống đèn tín hiệu giao thơng có chưa đáp ứng hết nhu cầu lại người dân thành phố, chưa thỏa mãn yêu cầu ngày cao, ngày phức tạp thành phố đô thị loại cấp quốc gia, chưa giải phóng nhanh lịng đường, cịn tình trạng tắc nghẽn giao thông tan tầm, Hệ thống chưa theo kịp xu chung Thế giới nay, khơng cịn phù hợp mỹ quan đô thị, cần phải phải thay Xây dựng hệ thống giao thông đại đáp ứng yêu cầu thực tế, phù hợp với xu thời đại vấn đề xúc Trong phạm vi đồ án giao nhiệm vụ: “Thiết kế xây dựng hệ thống tín hiệu đèn giao thơng nút giao thông Lê Hồng Phong & Nguyễn Bỉnh Khiêm dùng PLC” nhằm mục đích góp phần cải thiện tình trạng giao thông trục đường quan trọng Thành phố Tuy điều kiện thời gian có hạn, nhờ giúp đỡ nhiệt tình thày giáo trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng, đặc biệt bảo tận tâm thày giáo hướng dẫn - Thạc sỹ Đào Bá Bình, tơi cố gắng để áp dụng dùng thực tiễn CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH Đối với cơng trình tín hiệu giao thơng ta sử dụng nhiều phương pháp, thiết bị linh kiện để thiết kế xây dựng Nhưng phạm vi đồ án ta sử dụng thiết bị đèn LED PLC S7-200 1.1 GIỚI THIỆU ĐÈN LED 1.1.1 Đèn Led LED (viết tắt Light Emitting Diode, có nghĩa điốt phát quang) điốt có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại Cũng giống điốt, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n 1.1.2 Lịch sử hình thành phát triển đèn LED Cách 12 năm, đèn LED không tưởng khoa học cơng nghệ xuất Nó giải khó khăn cịn vướng mắc Kể từ đó, đèn LED tạo nên cách mạng nhanh chóng Chúng lắp đặt nhiều thiết bị, bao gồm hệ thống chiếu sáng bể bơi, đèn đọc v.v Đèn LED có mặt từ thập niên 60, mà hầu hết dùng hiển thị thời gian đồng hồ báo thức hay dung lượng pin máy ghi hình Một thời gian dài, đèn LED không dùng làm nguồn sáng chúng cho ánh sáng đỏ, xanh vàng mà không cho ánh sáng trắng Đến năm 1993, cơng ty hố chất Nichia Nhật Bản cho đời loại đèn LED xanh dương, kết hợp ánh sáng đỏ xanh ánh sáng trắng Sự kiện mở lĩnh vực công nghệ LED Đèn LED dựa công nghệ bán dẫn ngày tăng độ chiếu sáng, hiệu suất tuổi thọ, giống xử lý máy tính, phát triển ngày nhanh giá thành ngày giảm theo thời gian 1.1.3 Ứng dụng đèn LED Với ưu điểm: ánh sáng lớn, độ bền cao tiêu tốn điện năng, Led ứng dụng rộng rãi lĩnh vực: bảng quảng cáo trời , bảng quảng báo, đồng hồ cỡ lớn đặt biển quảng cáo lớn đường cao tốc, hệ thống đèn giao thông, biển dẫn, sản phẩm khác bảng chạy chữ điện tử, bảng hệ thống giờ, Bảng tỷ giá, bảng chứng khoán, hệ thống xếp hàng tự động… Một số bảng hiệu thương hiệu tiếng ứng dụng sản phẩm Led: Sacombank, Sơn Collection, bảng hiệu Mì Hàn Quốc, Happy Cook , Sam Sung… Việc sử dụng rộng rãi thiết bị chiếu sáng loại đèn giúp tiết kiệm đuợc nhiều lượng Hiện đèn LED trắng có tuổi thọ tới 50.000 sử dụng, gấp 50 lần so với bóng đèn 60W Điều có nghĩa chúng thắp sáng liên tục vòng năm Điểm hấp dẫn loại đèn sử dụng để lắp đặt nơi khó thay lắp chẳng hạn bên nhà, bể bơi v.v với nhiều mầu sắc phong phú như: đỏ, xanh lá, xanh da trời, mầu hổ phách thay phải sử dụng bóng đèn thơng thường Ở Việt Nam, đơn vị đầu việc ứng dụng đèn LED tiết kiệm lượng để phục vụ cho quảng cáo, chiếu sáng thị Cơng ty cổ phần tập đồn quốc tế Kim Ðỉnh Ðiển hình việc lắp đặt hệ thống đèn LED cầu sông Hàn (27-3-2009) Thuận Phước (TP Ðà Nẵng ) Trong đêm nhìn cầu Thuận Phước chiếu sáng, thông qua hiệu ứng ánh sáng đèn LED theo chương trình phần mềm viết sẵn, có cảm giác xem phun nước với đủ loại sắc mầu Ðây công nghệ lần đầu ứng dụng chiếu sáng cơng trình cơng cộng Việt Nam Đèn LED thay đèn sợi đốt đèn huỳnh quang ưu điểm tiết kiệm lượng, tuổi thọ cao, kích cỡ nhỏ, nhiệt sinh q trình hoạt động không đáng kể, hoạt động tốt điều kiện nhiệt độ thấp, không sử dụng thủy ngân giống loại bóng huỳnh quang thơng thường Ánh sáng phát đèn LED có màu sắc phụ thuộc vào chất liệu làm Ví dụ đèn LED màu đỏ làm từ thành phần hóa học nhôm, gali, a-xen Đèn LED màu trắng tạo cách bao phủ lớp photphorơ màu vàng bên đèn LED xanh da trời Lượng nhiệt sinh trình hoạt động đèn LED thấp nhiều (gần không đáng kể) so với loại bóng đèn thơng thường nay, lý khiến đèn LED tiết kiệm điện loại bóng đèn khác Cũng giống tất loại bóng đèn khác, hiệu đèn LED đo công thức lumen/Watt Loại đèn LED ánh sáng trắng ấm có hiệu vào khoảng 25-44 lumens/watt loại LED ánh sáng trắng lạnh có hiệu tốt 47-64 lumens/watt, cịn loại bóng đèn huỳnh quang thơng thường sử dụng gia đình có hiệu thấp với 10-18 lumens/watt Đèn LED không sử dụng nguồn điện xoay chiều 220V thông thường mà sử dụng dòng điện chiều với hiệu điện nhỏ nên thường có lọc điều khiển kèm Bên cạnh đèn LED cịn có ưu điểm khác hoạt động không sinh tia hồng ngoại hay tia cực tím Những ưu điểm loại đèn phủ nhận, thiết kế với nhiều phong cách khác biến đèn LED trở thành thiết bị chiếu sáng đáng lựa chọn cho không gian sống gia đình cơng trình xây dựng 1.1.4 Tính đặc điểm đèn LED +Tính đặc điểm Tiết kiệm điện: Tiết kiệm mức thấp nhất, hiệu suất chiếu sáng cao tiết kiệm khoảng 75% điện so với đèn chiếu sáng thông thường Bảo vệ màu xanh môi trường: Không tia cực tím, khơng xạ tia hồng ngoại, phát nhiệt ánh sánh thấp, không chứa thuỷ ngân chất có hại…, khơng gây nhiễm mơi trường Tuổi thọ cực lâu: Vượt qua 50,000 (tương đương với năm thắp sáng liên tục) Hiệu ánh sáng cao Nhiệt độ làm việc thấp: Nhiệt độ làm việc bóng đèn LED cao nhiệt độ mơi trường khoảng – 0C, thấp so với đèn huỳnh quang thông thường khoảng 13 – 250C Độ an tồn: Khơng nhấp nháy, hiển thị màu sắc tốt, có hiệu việc làm giảm mệt mỏi nhìn bảo vệ mắt 1.2 GIỚI THIỆU VỀ PLC 1.2.1 PLC PLC (viết tắt Programmable Logic Controller : Bộ điều khiển logic lập trình ) thiết bị phát minh để thay cho dãy mạch rơle liên tiếp để điều khiển máy móc PLC làm việc cách quan sát đầu vào tùy theo trạng thái chúng ,sẽ đóng mở đầu Người sử dụng nhập vào chương trình ,thường thơng qua phần mềm để tạo kết mong muốn PLC sử dụng nhiểu ứng dụng thực tế Nếu có ngành cơng nghiệp tồn mà muốn có hội thành cơng có mặt PLC Nếu bạn ngành công nghiệp khí,đóng gói, chế tạo vật liệu,lắp ráp tự động nhiều ngành công nghiệp khác bạn sử dụng PLC Nếu bạn chưa sử dụng ,bạn lãng phí thời gian tiền bạc.Hầu hết loại ứng dụng cần vài loại điều khiển điện cần thiết phải có PLC Lấy ví dụ, thử giả thiết rằng, có cơng tắc muốn mở cuộn dây 5s sau tắt mà khơng cần quan tâm tới cơng tắc làm việc Chúng ta thực mạch thời gian đơn giản bên Nhưng điều xảy trình cho 10 công tắc cuộn dây Chúng ta cần 10 mạch thời gian bên ngồi Nếu q trình cần đếm sau lâu , công tắc riêng biệt mở Chúng ta cần nhiều mạch đếm bên ngồi Bạn thấy trình xử lý lớn cần thiết phải có PLC Chúng ta lập trình cho PLC ý đến đầu vào mở cuộn dây thời gian xác định 2.1.2 Lịch sử đời PLC PLC giới thiệu lần đầu vào cuối năm 1960 Lý để thiết kế thiết bị để giảm bớt chi phí lớn thay rơle phức tạp dựa hệ thống điều khiển khí Bedford Associates (Bedford, MA) chế tạo thiết bị Modular Digital Controller (MODICON) cho nhà sản xuất ôtô lớn Mỹ Cũng lúc đó, vài cơng ty đưa mơ hình dựa máy tính ,một số dựa PDP-8 MODICON 084 PLC giới đưa làm sản phẩm thương mại Khi yêu cầu sản phẩm thay đổi, hệ thống điều khiển thay đổi theo.Điều trở nên đắt đỏ thay đổi thường xuyên.Vì rơle thiết bị khí chúng có thời gian sống giới hạn nên cần bảo dưỡng nghiêm ngặt hạn.Sự sửa chữa buồn tẻ có nhiều role vậy.Bây ta có tranh bảng điều khiển máy móc bao gồm nhiều , hàng trăm , hàng nghìn role Kích cỡ lớn làm e ngại Thật phức tạp nối dây cho nhiều thiết bị riêng lẻ Những rơle nối với theo cách để tạo đầu mong muốn Những “bộ điều khiển “ dễ dàng lập trình đội ngũ kỹ sư nhà máy Chu trình sống dài lập trình thay đổi dễ dàng Chúng tồn taị mơi trường cơng nghiệp khắc nghiệt Có nhiều điều để hỏi Những câu trả lời để sử dụng kỹ thuật lập 10 ... phạm vi đồ án giao nhiệm vụ: “Thiết kế xây dựng hệ thống tín hiệu đèn giao thông nút giao thông Lê Hồng Phong & Nguyễn Bỉnh Khiêm dùng PLC? ?? nhằm mục đích góp phần cải thiện tình trạng giao thơng... chuyển sang hệ thống điều khiển dựa PC CHƯƠNG II: NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐÈN GIAO THƠNG 12 Hình 2.1: Mơ hình đèn giao thơng ngã tư 2.1.CẤU TẠO - Hệ thống đèn giao thông đèn điều khiển giao thông. .. đèn lắp đặt hai đầu hai đường khác ngã tư Mỗi cột đèn gồm đèn đèn gồm: đèn xanh, đèn đỏ đèn đỏ; đèn phụ đèn dùng điều khiển đường dành cho người bộ: đèn xanh người đèn đỏ người Ngoài ra, hệ thống