西门子主机模块6ES7317-6TK13-0AB0
编程概念
设计 PLC 系统的指南
设计 PLC 系统有很多种方法。 以下这些通用的指南适用于许多设计项目。
当然，您还必须遵守您所在公司的规程以及您在培训中和现场积累的实践经验。
分解过程或机器
将您的过程或者机器分解成相互独立的部分。
这些独立部分决定了控制器之间的界限，并将影响功能描述规范和资源的分配。
创建功能规范
写出过程或者机器每一部分的操作描述。 包括下列主题： I/O
点、操作的功能描述、允许每个执行器（例如螺线管、电机和驱动器）动作之前必须达到
的状态、操作员界面的描述以及与过程或机器其它部分相连的任何接口的描述。
设计安全电路
出于安全考虑，应识别出需要硬接线逻辑的设备。
控制设备若发生故障可能出现不安全状况，造成机器意外启动或运行变化。
若是意外或错误的机械运转可能导致人员身体受伤或重大财产损失，应考虑使用独立于
CPU 运行的机电超驰装置，以防止不安全的运行。
安全电路的设计中应包含以下任务：
● 确定可能造成危险的不正确或意外的执行器操作。
● 确定可确保操作不危险的条件，并确定如何独立于 CPU 检测这些条件。
● 确定上电和断电时 CPU 和 I/O 如何影响过程，并确定检测错误的时间。
此信息仅用于设计正常和可预期的异常操作，不能用于保障安全的目的。
● 设计独立于 CPU 的手动或机电安全超驰来阻止危险的操作。
● 向 CPU
提供独立电路的相应状态信息，便于程序和任何操作员界面都获得必需的信息。
● 标识其它与过程安全操作相关的安全要求。
储过程，它的执行不是由程序调用，也不是手工启动，而是由事件来触发，比如当对一个表进行操作（ insert，delete， update）时就会激活它执行。触发器经常用于加强数据的完整性约束和业务规则等。 触发器可以从 DBA_TRIGGERS ，USER_TRIGGERS 数据字典中查到。SQL3的触发器是一个能由系统自动执行对数据库修改的语句。
触发器可以查询其他表，而且可以包含复杂的SQL语句。它们主要用于强制服从复杂的业务规则或要求。例如：您可以根据客户当前的帐户状态，控制是否允许插入新订单。
触发器也可用于强制引用完整性，以便在多个表中添加、更新或删除行时，保留在这些表之间所定义的关系。然而，强制引用完整性的方法是在相关表中定义主键和外键约束。如果使用数据库关系图，则可以在表之间创建关系以自动创建外键约束。
触发器与存储过程区别是触发器不能执行EXECUTE语句调用，而是在用户执行Transact-SQL语句时自动触发执行。编程容易。PLC的编程多采用继电器控制梯形图及命令语句，其数量比微型机指令要少得多，除中、高档PLC外，一般的小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简单，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要计算机专业知识，就可进行编程。
2、组态灵活。由于PLC采用积木式结构，用户只需要简单地组合，便可灵活地改变控制系统的功能和规模，因此，可适用于任何控制系统。
3、安装方便。与计算机系统相比，PLC的安装既不需要机房，也不需要严格的屏蔽措施。使用时只需把检测器件与执行机构和PLC的I/O接口端子正确连接，便可正常工作
1）增量型：就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号，然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。
（2）值型：就是对应一圈，每个基准的角度发出一个与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。
2、按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
3、以编码器机械安装形式分类
（1）有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。 [2]
（2）轴套型：轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
4、以编码器工作原理可分为：光电式、磁电式和触点电刷式。
常见故障编辑
1、编码器本身故障：是指编码器本身元器件出现故障，导致其不能产生和输出正确的波形。这种情况下需更换编码器或维修其内部器件。
2、编码器连接电缆故障：这种故障出现的几率 ，维修中经常遇到，应是优先考虑的因素。通常为编码器电缆断路、短路或接触不良，这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否是由于电缆固定不紧，造成松动引起开焊或断路，这时需卡紧电缆。
3、编码器+5V电源下降：是指+5V电源过低， 通常不能低于4.75V，造成过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗，这时需检修电源或更换电缆。
4、式编码器电池电压下降：这种故障通常有含义明确的报警，这时需更换电池，如果参考点位置记忆丢失，还须执行重回参考点操作。
5、编码器电缆屏蔽线未接或脱落：这会引入干扰信号，使波形不稳定，影响通信的准确性，必须保证屏蔽线可靠的焊接及接地。
6、编码器安装松动：这种故障会影响位置控制 精度，造成停止和移动中位置偏差量超差，甚至刚一开机即产生伺服系统过载报警，请特别注意。
7、光栅污染 这会使信号输出幅度下降，必须用脱脂棉沾*轻轻擦除油污。
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护：
安装模块：
只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。 集成的背板总线：
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。 模块采用机械编码，更换极为容易：
更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。 现场证明可靠的连接：
对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。 TOP 连接：
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。 规定的安装深度：
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。 无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态
创建新项目
1、打开STEP 7 Basic 软件并新建项目
在STEP 7 Basic 的 “Portal View"中选择“Create new project"创建一个新项目，项目名称为“GS_ISO"。
2、添加硬件并命名PLC
然后进入 “Project view"，在“Project tree" 下双击 “Add new device"，在对话框中选择所使用的S7-1200 CPU（6ES7 212-1BD30-0XB0）添加到机架上，设备名为 PLC_1，如图1所示。
图1 添加新的PLC站
为了编程方便，我们使用 CPU 属性中定义的时钟位，定义方法如下：
在“Project tree> PLC_1 > Device configuration" 中，选中 CPU ，然后在下面的属性窗口中，“Properties > System and clock memory" 下，将系统位定义在MB1，时钟位定义在MB0，如图2所示。程序中我们主要使用 M0.3，它是以2Hz 的速率在0和1之间切换的一个位，可以使用它去自动激活发送任务。
图2 系统和时钟存储器
3、为 S7-1200 CPU的PROFINET 通信口分配以太网地址
在 “Device View"中点击 CPU 上代表PROFINET 通信口的绿色小方块，在下方会出现PROFINET 接口的属性，在 “Ethernet addresses"下分配IP 地址为 192.168.0.2 ，子网掩码为255.255.255.0，如图3所示。
图3为 S7-1200 CPU的PROFINET 接口分配IP地址
3.2调用并配置通信指令
1、在 PLC_1 的 OB1 中调用 “TCON"通信指令
进入“Project tree > PLC_1 > Program blocks > OB1" 主程序中，从右侧窗口 “Instructions > Extended Instructions > Communications" 下调用 “TCON" 指令，并选择 “Single Instance" 生成背景 DB块，如图4所示。
1．连接电路
电流互感器的初级线圈匝数很少（通常称之为一次绕组），串联在主电路（被测电路）中，而次级线圈匝数很多（通常称之为二次绕组）与仪表或继电保护装置、指示电路等连接。电流互感器具体连接方法示意图如图1所示。
图1 电流互感器的连接方法
2．工作基理
电流互感器的工作原理与变压器基本相同，电流互感器初级线圈的电流取决于原电路的负载电流，与次级线圈所接负载无关。次级线圈的电流随原电路负载电流的变化而改变，因此可通过连接的仪表测出被测电路的电流
1．额定电压比
应根据被测电压的高低选择电压互感器的额定电压比，也就是所选用的电压互感器的一次侧额定电压应与被测电压相适应，且应高于后者。与电压互感器配套使用测量仪表一般应为100 V的交流电压表。通常使用的板式电压表是按电压互感器一次侧额定电压刻度的，这类仪表上大多注明了所需配用的电压互感器的规格，故可以依据此来选择相应的电压互感器。
2．准确度等级
所选择的电压互感器的准确度等级应满足实际要求或规定。
3．额定容量
电压互感器二次侧所选择的仪表，其消耗的总功率不得超过电压互感器的额定容量。否则，会增大误差。