S7-200 PLC在教学用电视机远程监控系统中的应用

    一、多媒体教学用电视机的工作要求    某多媒体教学区设有十数间教室，每间教室设有电视机数台。由于电化教室兼作学生娱乐活动室，需对电视机的使用进行分时管制，具体要求如下：    (1)正常教学时间内使用电视机需到管理中心申请，管理中心可以手动实现各教室电视机的启闭，并配合教学需要传送电化教学信号。无申请的电视机处于关闭状态。    (2)周末、周一～周五下午及晚自习前因收看新闻及娱乐节目需要开放电视机。时间表如下：    周一～周四：17：00～18：00，19：00～19：40, 21：20～22：00    周五：16：00～21：00    周六：6：00～21：00
    周日：6: 00～18: 00，19: 00～19: 40，21: 20～22: 00    以上时间控制采用自动控制方式。    二、控制方案的选择及PLC的端口安排    分析以上控制要求，本例有三个基本问题。其一是电视机分散分布在各楼层及教室里，采用一台输出点数较多的PLC集中控制并不合适。为了缩短输出线路，节省线材，可采用PLC网络。本例的第二个基本问题是时间控制，目前不少PLC设有时钟及时钟指令，时间控制是方便的。时间控制中一个重要问题是对时，这需在PLC网络中安排某台机为主站并担负对时任务，但需设置时间数据输入装置。本例的第三个基本问题是电视机启停状态的强制操作，这也需要在集控室设强制信号的输入装置。为了简单、直观，并结合对时时间的输入，本例采用二极管开关矩阵板作为输入手段。具体做法是用与电视机同等数量的开关组成8×8矩阵，开关的通断对应电视机的启停状态。8字节数据也正好与S7-200机时钟设定数据要求相同（见第3章时钟指令）。而为了减少可编程控制器的输入口数量，最方便的方法是采用分组分时读入开关状态的方法采集数据，本例采用的就是这种方式。结合电视机在教学楼中的分布，本例选1台CPU2 26作为主站，8台CPU224作为从站，各PLC间通过485口采用双绞线连接。每个从站最多控制8台电视机。    图11-10给出了控制主站的端口接线图（通信口相关连接未绘出）。图中64只开关分为8组接于输人口I1.0～I1.7，输出口Q1.0～Q1.7作为8组开关状态分时读入控制。I0.1所接的开关K为输入数据类型选择开关。当I0.1为1时输入电视机的开关状态，为O时输入的为对时数据。不论是输入哪类数据，当开关准备就绪后需按下接于I0.2的按钮SB启动开关的分时读入扫描过程。为了指示通信中各台PLC的通信情况，主站PLC输出口Q0.0～Q0.7接有各台PLC的通信状态指示灯。
    图11-10    多媒体教学用电视机通信控制PPI主站接线简图    各从站可编程控制器的输入输出口接线比较简单。输入口都是空着的。输出口Q0.0～Q0.7上每一个口接一台电视机控制用的继电器。    三、多媒体教学用电视机控制网络主、从站程序的编制    本例采用PPI方式工作，设定主站为0号站，其余从站为2～9号站。站号随各站的程序一起下载生效。主站的任务为对时及发送电视机的强制开停信号，从站的任务是建立时钟及接收主站发来的信号并控制电视机。    1．主站程序的编制    主站程序的内容为设立PPI主站，准备通信用数据及发送。编程前先安排机内存储单元。本例主站用存储单元明细如表11-12所示。    表11-12    PPI主站程序存储单元表

    图11-11    主站梯形图
    图11-12    从站梯形图    主站程序用主子程序结构。PPI主站设立及部分不变化数据，如各从站的站号、存储单元的地址及每次发送的字长都是不变数据，放在初始化子程序中。主要数据的准备及发送在主程序中。主要数据的准备是指由8×8二极管开发矩阵分时读入的数据。分时采用定时器震荡产生的脉冲控制移位开关实现。移位开关本例中采用字单元乘2实现。当向字单元VW26中送1时乘2开始，字单元中就产生了从低位同高位的1的移动。这些分时出现的1就可以作为机内的开关使用了。在本例中这些1除了分时控制输出口Q1.0～Q1.7外，还作为网络写信号的启动开关，在数据读入的两个节拍后，网络写即开始。    由表11-12可知，主站设8个写数据区。每个从站一个，写入对时数据还是电视机开关数据由I0.1选择，在I0.2置1的上升沿启动读入过程。在扫描读入VB80～VB88后分送写各从站数据区，并发送。图11-11为主站简化的梯形图，通信监控及一些辅助性功能相关的程序没有列入。    2．从站程序的编制    从站也采用主子程序结构。子程序中设置PPI从站，清数据区。主程序中．接收主站数据，设置时钟并完成电视机控制。每台从站设两个数据区，分别接收对时及电视机开关强制数据。主站对时数据每传送一次都重置时钟。电视机开关强制数据则可改变电视机工作状态。从站主程序的主要功能是时分控制，这是用时钟数据与时间表时间数据比较完成的。强制与分时控制间取或关系。图11-12为2号从站的梯形图。其他从站的梯形图与图11-12大致相同。