#18 Lập trình SCL - S7 1200 : Bài toán đèn giao thông

Lập trình bài toán đèn giao thông bằng SCL trên PLC S7-1200 kết hợp HMI SIMATIC

Dự án mô phỏng hệ thống đèn giao thông sử dụng PLC Siemens S7-1200 lập trình bằng ngôn ngữ SCL (Structured Control Language), kết hợp giao diện HMI SIMATIC để giám sát trực quan trạng thái hoạt động theo thời gian thực. Đây là bài toán rất quan trọng trong đào tạo PLC vì tích hợp đầy đủ tư duy lập trình tuần tự, timer, state machine, xử lý tín hiệu số và giao diện điều khiển công nghiệp.

Mục tiêu của hệ thống

Điều khiển chu kỳ đèn đỏ – vàng – xanh tại nút giao bốn hướng
Hiển thị thời gian đếm ngược trực tiếp trên HMI
Cho phép Start / Stop hệ thống
Giám sát trạng thái từng pha tín hiệu
Lập trình hoàn toàn bằng SCL trên PLC S7-1200

Nguyên lý điều khiển

PLC S7-1200 thực hiện điều khiển theo chu kỳ: một hướng xanh thì hướng vuông góc đỏ, sau đó chuyển sang vàng trước khi đổi pha. Các timer được xây dựng bằng SCL giúp tạo chu kỳ chính xác và dễ mở rộng logic điều khiển.

Trạng thái hoạt động chính

1. Pha xanh

Một hướng được phép lưu thông, bộ đếm thời gian xanh được hiển thị trên HMI.

2. Pha vàng

Tín hiệu cảnh báo chuẩn bị chuyển pha, thời gian vàng ngắn hơn pha xanh.

3. Pha đỏ

Hướng đối diện hoạt động, đảm bảo không xung đột tín hiệu giao thông.

Giao diện HMI SIMATIC

Nút Start / Stop hệ thống
Hiển thị trực quan đèn tín hiệu từng hướng
Đếm thời gian từng pha
Thông số Total / Current
Thời gian xanh – vàng – đỏ

Thông số giám sát trên HMI

Thông số	Ý nghĩa
Total	Tổng chu kỳ hệ thống
Current	Thời gian hiện tại
Time_xanh	Thời gian pha xanh
Time_vang	Thời gian pha vàng
Time_do	Thời gian pha đỏ

Lợi thế của ngôn ngữ SCL

So với Ladder, SCL cho phép mô tả thuật toán điều khiển rõ ràng hơn, đặc biệt phù hợp với các bài toán tuần tự nhiều trạng thái, timer phức tạp và xử lý logic công nghiệp nâng cao.

Thiết bị sử dụng

PLC Siemens S7-1200
TIA Portal
HMI SIMATIC
PLCSIM / RT Simulator

Kiến thức kỹ thuật áp dụng

Structured Control Language (SCL)
Timer TON / TOF / TP
State machine điều khiển chu kỳ
Tag HMI liên kết PLC
Mô phỏng công nghiệp trên TIA Portal

Ứng dụng mở rộng

Từ mô hình cơ bản này có thể phát triển thành: đèn giao thông ưu tiên xe cứu hỏa, đèn giao thông thông minh theo mật độ xe, kết nối SCADA giám sát trung tâm, hoặc truyền dữ liệu lên nền tảng IoT công nghiệp.

Giá trị đào tạo

Đây là bài thực hành nền tảng giúp sinh viên và kỹ sư rèn luyện tư duy lập trình PLC theo chuẩn công nghiệp Siemens, kết hợp trực quan hóa bằng HMI ngay từ mức cơ bản.

```