:: Sistemas de Señalización y Control del Tránsito

FUNCIONAMIENTO

DIAGRAMA DE BLOQUES DEL CONTROLADOR

En este diagrama se representa los elementos constitutivos del controlador y su interrelación.

El módulo lógico contiene el microcontrolador que atiende todas las funciones a realizar por el equipo. Entre otras cosas, genera las señales de comando para los componentes de potencia, recibe los monitores de señales para evaluar verdes conflictivos y ausencia de rojos. Procesa la información recibida por los diferentes comandos y por la línea de comunicación serie. Maneja el teclado y display que permite almacenar y consultar la programación del controlador.

En este módulo se encuentra la memoria del equipo donde reside el programa básico de funcionamiento y, los programas y parámetros de tránsito específicos de la intersección a controlar. La memoria esta dividida en dos tipos, EEPROM Y SRAM. Las capacidades son 256 bytes de EEPROM y 368 bytes de RAM interna del microcontrolador, y 8 Kbytes de EEPROM externa. La utilización de la batería recargable es solamente para mantención de la fecha y hora actual, la batería no es necesaria para la mantención de los programas almacenados en las memorias del controlador .

En este módulo se produce también la señal de cruce por cero que permite la generación de los pulsos de disparo de los triacs y una señal de alarma que indica cuando la alimentación es muy baja o demasiado alta, de manera que el equipo desactive las salidas a lámparas.

El módulo de potencia maneja señales que pueden ser vehicular o peatonal, está realizada en módulos desmontables para una fácil reparación ante una eventual falla. Las señales de potencia son las encargadas de interpretar las señales de comando provenientes del módulo lógico que determinan que combinación de lámparas debe estar encendida en un momento dado del ciclo. Para ejercer este control actúan directamente sobre las compuertas de los triacs que son los elementos de potencia que gobiernan el encendido y apagado de las lámparas. Los pulsos de precalentamiento ingresan incondicionalmente a cada triac durante la última parte de cada semi-ciclo de la tensión de línea.

La excitación de los triacs se realiza a través de opto-aislación, garantizando así la aislación galvánica entre el módulo lógico y el módulo de potencia. Una sección que antecede a la potencia contiene una memoria que retiene las señales cuando dicho grupo es seleccionado por el módulo lógico. Las salidas de esta memoria ingresan a un circuito combinado que decide de acuerdo a sus entradas a que señal o señales aplicará pulsos de encendido. Dicho circuito combinado se encarga además de activar los leds indicadores dispuesto en el frente del controlador de forma visible para el operario.

Las señales verdes son monitoreadas directamente sobre la salida a lámparas para ser evaluados los verdes que resultasen conflictivos, y también se monitorea la ausencia total de una señal roja lo cual produce el cambio de plan al controlador y éste mismo indica en el visor cual es la salida en que se detectó la falla.

La fuente de alimentación genera todas las tensiones necesarias en el equipo.

Por último, es posible incorporar al equipo una interfase opcional para adaptar las señales de algún equipo de comando para controlar al mismo. Esta interfase es particular de cada sistema al cual se quiera adaptar el controlador.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

El controlador puede operar en diferentes circunstancias de acuerdo al contexto en el cual se desenvuelve.

Los controladores, se basan para su funcionamiento en 30 programas o planes diferentes; en los cuales el controlador, ya sea por el calendario interno o por, detectores o comandos externos, indican al equipo el cambio de plan, hasta que el detector o comando vuelva a su estado de reposo o el calendario ya no coincida según lo programado, es entonces cuando vuelve al plan “A” que es tomado como plan principal.

Los programas de funcionamiento son 30 y se enumeran tomando como referencia la tabla ASCII con las letras “A”,... hasta el plan “Z” y los símbolos “ [ ”, “ \ ”, “ ] ”, “ ^ ”, para diferenciarlos de los programas del Calendario Semanal que se enumeran desde 1 a 16.

Siempre al energizar el controlador o al salir de una falla, o apagado de lámparas, inicia su funcionamiento con el PROGRAMA INICIAL “ [ ”(corchete abierto), pasa siempre por este programa de trabajo, previo al modo normal; luego ejecuta como plan principal al programa “A”, mostrando la secuencia normal de derecho de paso para todos los grupos de señales que así hayan sido programados. Pero si por circunstancias de los distintos comandos, o detectores, o si el calendario actual, coincidiese con alguna fecha programada en el calendario semanal y/o anual, el controlador pasa a ejecutar temporalmente el plan seleccionado en su momento.

Además, en caso de estar funcionando un plan normal, o sea, que esta ciclando las señales de derecho de paso a todos los grupos, y se produce la aparición de verdes en conflicto, o la ausencia total de rojos en algún grupo de señal vehicular, o la tensión de alimentación está fuera del rango seleccionado, el controlador pasa automáticamente a ejecutar el programa alternativo previamente cargado e indica en el visor la causa del cambio de programa.

FUNCIONAMIENTO ACTUADO POR DEMANDA DE VEHÍCULOS: posibilidad que el controlador funcione con espiras de detección de vehículos, el mismo otorgará mayor tiempo de paso al programado en la arteria que posea mas demanda de tráfico. (OPCIONAL POR PEDIDO)

TODOS LOS MODELOS ESTAN PREPARADOS PARA REALIZARLES SUPERVISION Y CONTROL DE FUNCIONAMIENTO DESDE UNA OFICINA CENTRAL

OPERACIÓN EN INTERSECCIONES EN RED
Se considera que la operación del controlador debe guardar alguna relación temporal con otros controladores funcionando en intersecciones cercanas de manera tal de optimizar el flujo de tránsito en un área determinada, minimizando las demoras y las detenciones de los vehículos que transitan en esa zona.

Podemos individualizar 3 modos diferentes, el controlador funcionando en una configuración en donde los controladores funciona como maestro-esclavo, otro modo es, el controlador funcionando sincronizado con su reloj de tiempo real, sin necesidad de interconexión con los demás controladores. Y un tercer modo de funcionamiento en donde, el controlador trabaja subordinado a un computador central, para ser supervisado desde un centro de información.

1. FUNCIONAMIENTO EN CONFIGURACIÓN MAESTRO-ESCLAVO

Red por el cableado de 220 VCA
(Compatibilidad con Controladores Electromecánicos y Electrónicos Existentes)

En esta configuración los equipos van interconectados por una señal 220vca a través de un cable y en forma de cascada.Un controlador se comporta como controlador ESCLAVO del que lo antecede y MAESTRO del que lo sucede, de esta manera se transmite la señal de coordinación al resto de los controladores.Los controladores en ésta configuración, logran compatibilidad para funcionar en un sistema existente.

Cada controlador ESCLAVO debe tener la misma hora que el MAESTRO y elegir planes de tiempos similares en todo el sistema. Además cada controlador ESCLAVO aporta su desfasaje de manera tal que el conjunto opera en forma coordinada.

El mecanismo mediante el cual un controlador se convierte en MAESTRO es simplemente el no recibir señal, esto sucederá en el primer controlador de la cadena en forma natural y además, en caso en que la interconexión entre controladores se realice en cascada (la salida de uno conectada a la entrada del siguiente), cualquier interrupción en el cable de interconexión hará que el primer controlador haga las veces de MAESTRO.
Además cada equipo cuenta con un puerto SERIE RS485 , con la que si fuese necesario se podría adicionar una placa de interfase para comunicarse con diferentes protocolos MAESTROS-ESCLAVOS de una red de ya existente.

Red Interfase Puerto RS485

Con la interfase MAESTRO- ESCLAVO a través de la red RS485 se logra tener mayor control y dominio del MAESTRO sobre sus ESCLAVOS a través de señales digitales de baja tensión.

Con éste método el MAESTRO es el único que debe decidir los cambio de programas, de esta manera ningún ESCLAVO puede realizar un cambio de programa por decisión propia, ni por calendario ni por feriados.

Cada controlador ESCLAVO debe tener los mismos planes de tiempos que el MAESTRO , con el fin de obedecerle a éste, la exigencia de cualquier cambio de programas, y además aporta su desfasaje de manera tal que el conjunto opere en forma coordinada; el MAESTRO envía datos por cambio de programas por calendario, señal de sincronismo, fecha y hora actual .

El cableado que hay que respetar es solamente el indicado como A+ y A- correspondiente en cada controlador que se integre a la red, pudiendo realizarse indiferentemente en forma de cascada o en forma estrella; en la configuración que posee cada controlador del número de esclavo al seleccionar el Nº 0 (cero) éste controlador pasa a ser el de mayor jerarquía cumpliendo el rol de MAESTRO .

2. FUNCIONAMIENTO CON SINCRONIZACION POR RELOJ DE TIEMPO REAL.

El reloj interno del controlador funciona con un sistema de oscilación muy preciso, el cual no se influye por las diferentes condiciones del tiempo, como es en el caso de la utilización de cristales u osciladores de cuarzo que con las variaciones de temperatura se desfasan en el tiempo.

El controlador funciona en forma autónoma, o sea sin interconexión con otros controladores o equipos de comando. Su sincronización con el resto del sistema se basa en la fecha y hora real que lleva en su reloj interno y con las tablas de tiempos almacenados en su memoria.
El funcionamiento coordinado del sistema presupone que las tablas horarias en los distintos controladores elijan planes del mismo tiempo de ciclo y que obviamente todos los controladores tengan iguales sus relojes internos.

Hay que tener en cuenta que el plan “A” es el programa principal, es el que guía la coordinación entre los distintos controladores. En el momento que los controladores coordinados pasen a otro programa por calendario, con la precaución que estos sean compatibles como se explicó anteriormente, la sincronización se va a mantener debido a que todos los controladores cambian de plan al mismo tiempo, pero si alguno de los equipos además esta preparado para funcionar con detectores tanto vehicular como peatonal o por una demanda de EMERGENCIA, esto va producir un nuevo cambio de plan para el cual los demás controladores no están preparados, entonces sí, este equipo va a trabajar sin coordinación mientras esté en estos programas temporales.
El controlador va a volver a la coordinación en el momento que tenga que utilizar el programa principal “A”.

3. EL CONTROLADOR SUBORDINADO A UN COMPUTADOR CENTRAL, PARA SER SUPERVISADO DESDE UN CENTRO DE INFORMACIÓN (Fig. 3)

El controlador de tránsito funciona formando parte de un sistema donde el elemento de mayor jerarquía es una PC CENTRAL la que impone órdenes, verifica el funcionamiento del conjunto de controladores logra observar el estado de funcionamiento ON-LINE, datos de fallas, programación remota de cada controlador, etc.

En esta forma de funcionamiento el equipo denominado CENTRAL lo conforma una oficina central con una computadora que está conectada a la red de controladores bajo norma RS 485, la cual está preparada para una comunicación bidireccional asincrónica.

En esta OFICINA CENTRAL se concentran los estados de operación de diferentes redes, y desde ésta poder recibir comandos que son retransmitidos a cada uno de los controladores. Fig. 3

El intercambio de información entre la PC CENTRAL y los controladores de tránsito, van desde los más sencillos hasta los más elaborados y recogen información completa sobre el estado de operación y diversos errores que puedan producirse en el controlador, además de mensajes que permiten ajustar el reloj de tiempo real en cada controlador de manera tal de tener la misma fecha y hora en todo el sistema. De esta forma, una falla en la CENTRAL origina que el controlador mantenga inalterable su funcionamiento y que la zona no quede descoordinada.

A través de la PC CENTRAL se puede obtener el historial de eventos almacenados de cada controlador, pudiendo guardarlo en sus discos, imprimirlo, o exportarlo a planillas de cálculo Excel o archivos Word . También se logra con la PC CENTRAL visualizar y modificar no solo la programación de funcionamiento sino además la programación del calendario semanal y anual.

Esta PC Central tiene salida de comunicación RS 485, la cual permite instalar un cable par retorcido de hasta 1200 mts de distancia de donde se pueden conectar desde 1 y a hasta 32 controladores . Colocando repetidores de señal se puede incrementar la distancia otros 1200 mts. Y hasta 32 controladores más y así continuar hasta cubrir la necesidad.

Existe un soft llamado OficinaCentral y una conversora RS-232 a RS-485 que por medio de estos elementos logro programar y monitorear en forma remota (RF o GSM/GPRS)  o cableada RS-485 cualquier Controlador marca Micro (µICRO)  de nuestra firma Micro Electrónica. Hace falta una pc con salida RS-232 DB9  y  el Sistema Operativo Windows XP Profesional.

 Esta son una de las posibles pantalla que se puede lograr con el soft de OficinaCentral un monitoreo ON-LINE por RF de todos los equipos que integra a la red de RF o a la red de RS-485 . Pudiendo realizar todas las tareas que hacen por medio del teclado en forma remota y sin que el Controlador interrumpa su normal funcionamiento.

Las pantallas son programadas por el usuario pudiendo colocar de fondo cualquier plano de fondo y ubicar en forma precisa cada controlador que quiero monitorea . Además luego de programar las pantallas puedo pasar de una a otra pantalla en forma sencilla con un solo clic sobre los elementos botón que coloque en las pantallas. 

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