PLC培訓(xùn)教程西門子S71目錄CONTENTSPLC基礎(chǔ)知識(shí)西門子S7-200SMARTPLC硬件組成西門子S7-200SMARTPLC編程軟件使用西門子S7-200SMARTPLC指令系統(tǒng)西門子S7-200SMARTPLC通信技術(shù)應(yīng)用西門子S7-200SMARTPLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用實(shí)例分析201PLC基礎(chǔ)知識(shí)3PLC定義發(fā)展歷程PLC定義與發(fā)展歷程自20世紀(jì)60年代末的起步，至70年代中期的完善，再到80年代后續(xù)的迅猛成長(zhǎng)，可編程邏輯控制器（PLC）逐步確立為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的核心控制工具。PLC（ProgrammableLogicController），亦稱可編程邏輯控制器，是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子設(shè)備，專門針對(duì)工業(yè)場(chǎng)合進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。4可編程邏輯控制器以循環(huán)掃描模式運(yùn)作，它通過輸入端口收集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，然后進(jìn)行內(nèi)部邏輯處理，最終通過輸出端口指揮執(zhí)行部件。工作原理該系統(tǒng)主要由中央處理器（CPU）、內(nèi)存、輸入輸出端口以及電源等組成。其中，CPU作為PLC的核心，承擔(dān)著執(zhí)行用戶指令、系統(tǒng)指令以及中斷指令的任務(wù)；內(nèi)存主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)用戶指令、系統(tǒng)指令及數(shù)據(jù)；輸入輸出端口則負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接。結(jié)構(gòu)組成PLC工作原理及結(jié)構(gòu)組成51234S7-200系列S7-400系列S7-300系列S7-1200/S7-1500系列西門子S7系列PLC簡(jiǎn)介這款針對(duì)低性能需求的緊湊型PLC，具備緊湊結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大功能和較高性價(jià)比的優(yōu)點(diǎn)。模塊化小型PLC系統(tǒng)，滿足中等性能控制需求，特點(diǎn)包括卓越性能、可靠穩(wěn)定和便于升級(jí)。大型高端PLC系統(tǒng)，適用于高性能要求的復(fù)雜控制任務(wù)，具有極高的處理速度、強(qiáng)大的通信能力和卓越的系統(tǒng)穩(wěn)定性。新一代高性能PLC系統(tǒng)，采用先進(jìn)的處理技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)，具有高性能、高可靠性、易于使用和集成等特點(diǎn)。602西門子S7-200SMARTPLC硬件組成7CPU模塊類型西門子S7-200SMART可編程邏輯控制器配備了多樣的CPU模塊，包括CPUST20、CPUST40以及CPUST60等，旨在滿足各種控制需求。特點(diǎn)處理器性能卓越，速度迅猛；內(nèi)置豐富通信端口，便于與各式設(shè)備互聯(lián)互通；兼容多種編程語(yǔ)言，開發(fā)過程便捷；配備高效故障診斷系統(tǒng)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。CPU模塊類型及特點(diǎn)8數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸出模塊特點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出模塊接收來(lái)自開關(guān)、按鈕等數(shù)字量輸入信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部可處理的數(shù)字信號(hào)。PLC將內(nèi)部數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為外部設(shè)備適用的開關(guān)量信號(hào)，以此操控執(zhí)行器的運(yùn)作。多種尺寸可供選擇，適合不同電壓與電流級(jí)別；運(yùn)用光電隔離技術(shù)，增強(qiáng)抗干擾性能；具備短路及過載保護(hù)機(jī)制，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。9

模擬量輸入/輸出模塊模擬量輸入模塊傳感器和變送器等設(shè)備送來(lái)的模擬量信號(hào)被接收，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為PLC能夠處理的數(shù)字信號(hào)。模擬量輸出模塊通過將PLC內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬量輸出信號(hào)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器以實(shí)現(xiàn)模擬量控制功能。特點(diǎn)高精度轉(zhuǎn)換，確保信號(hào)準(zhǔn)確性；寬范圍測(cè)量，適應(yīng)不同信號(hào)等級(jí)；采用隔離技術(shù)，降低干擾影響；具有過載保護(hù)和短路保護(hù)功能。10功能類型西門子S7-200SMARTPLC配備多種專用功能模塊，包括定位、計(jì)數(shù)和溫控模塊，以增強(qiáng)PLC的性能。特點(diǎn)專門為特定應(yīng)用定制，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)置；具備高效處理能力，適應(yīng)復(fù)雜控制要求；輕松融入PLC系統(tǒng)，便于操作與維護(hù)；提供全面診斷與調(diào)試工具，簡(jiǎn)化故障排查過程。特殊功能模塊1103西門子S7-200SMARTPLC編程軟件使用12安裝步驟下載Smart-200系列可編程邏輯控制器（PLC）編程工具軟件。雙擊安裝包，按照提示進(jìn)行安裝。編程軟件安裝與啟動(dòng)13選擇安裝路徑和組件，建議保持默認(rèn)設(shè)置。等待安裝完成，重啟計(jì)算機(jī)。啟動(dòng)方法編程軟件安裝與啟動(dòng)14打開桌面或開始菜單搜索西門子S7-200SMARTPLC編程軟件的快捷圖標(biāo)。雙擊圖標(biāo)啟動(dòng)軟件。編程軟件安裝與啟動(dòng)15包含文件、編輯、視圖、工具、窗口和幫助等菜單項(xiàng)。菜單欄整合了常規(guī)操作的快速指令，包括創(chuàng)建、打開、存儲(chǔ)以及輸出等常用功能。工具欄編程界面介紹及基本操作16展示目前激活的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，涵蓋程序、數(shù)據(jù)塊以及符號(hào)表等內(nèi)容。項(xiàng)目樹編程區(qū)狀態(tài)欄用于編寫和編輯程序的主要區(qū)域。顯示當(dāng)前操作狀態(tài)和提示信息。030201編程界面介紹及基本操作17在菜單欄中選擇“文件”->“新建”->“項(xiàng)目”。點(diǎn)擊菜單欄中的“文件”選項(xiàng)，接著選擇“打開”，最后選擇所需的項(xiàng)目文件。編程界面介紹及基本操作打開項(xiàng)目新建項(xiàng)目1801020304保存項(xiàng)目關(guān)閉項(xiàng)目編譯程序下載程序編程界面介紹及基本操作在菜單欄中選擇“文件”->“保存”或“另存為”。在菜單欄中選擇“文件”->“關(guān)閉”。在菜單欄中選擇“下載”->“到PLC”。在菜單欄中選擇“編譯”->“全部編譯”。19程序編寫選擇編程語(yǔ)言于編程區(qū)域，例如LAD、STL或FBD。通過工具欄命令或快捷鍵插入程序組件，例如觸點(diǎn)、線圈和功能塊等。程序編寫、編譯與下載方法20根據(jù)控制需求連接程序元素，形成完整的控制邏輯。程序編寫、編譯與下載方法21程序編譯在菜單欄中選擇“編譯”->“全部編譯”。軟件將檢查程序語(yǔ)法和邏輯錯(cuò)誤，并生成錯(cuò)誤報(bào)告。程序編寫、編譯與下載方法22根據(jù)錯(cuò)誤報(bào)告修改程序，直到編譯成功。程序編寫、編譯與下載方法23程序下載請(qǐng)確保PLC和電腦之間的連接準(zhǔn)確無(wú)誤，并且設(shè)置正確的通信配置（例如：波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等）。在菜單欄中選擇“下載”->“到PLC”。軟件將程序下載到PLC中，并顯示下載進(jìn)度和結(jié)果。01020304程序編寫、編譯與下載方法2404西門子S7-200SMARTPLC指令系統(tǒng)250102LD（Load）取指令，用于將輸入端的信號(hào)狀態(tài)取到PLC內(nèi)部。AND、ANI（And）與指令，用于串聯(lián)觸點(diǎn)。OR、ORI（Or）或指令，用于并聯(lián)觸點(diǎn)。OUT（Output）輸出指令，用于將PLC內(nèi)部的結(jié)果輸出到外部負(fù)載。END（End）結(jié)束指令，表示程序段的結(jié)束。030405基本指令集概述26順序控制指令順序功能指令圖形化編程，簡(jiǎn)化了復(fù)雜順序控制邏輯的實(shí)現(xiàn)過程。SFC（順序功能圖）是一種用于描述和控制工業(yè)過程的技術(shù)。步進(jìn)梯形圖指令，用于實(shí)現(xiàn)順序控制功能。STL（StepLadder）返回指令，用于結(jié)束STL程序塊并返回到主程序。RET（Return）27TIM（Timer）定時(shí)器指令，提供定時(shí)控制功能。CMP（Compare）比較指令，用于比較兩個(gè)數(shù)據(jù)的大小關(guān)系。CNT（Counter）計(jì)數(shù)器指令，用于實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)控制功能。MATH（Math）該指令支持基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算，包括加法、減法、乘法和除法。MOV（Move）指令用于在PLC及其外圍設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)。LOGIC（Logic）邏輯運(yùn)算指令，提供與、或、非等基本的邏輯運(yùn)算功能。功能指令2805西門子S7-200SMARTPLC通信技術(shù)應(yīng)用29了解通信的定義、分類、基本要素等。通信基本概念熟悉通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素，涵蓋信源、信宿、傳輸通道、編碼設(shè)備與解碼設(shè)備等。通信系統(tǒng)的組成掌握通信協(xié)議的定義、功能及其類別，例如TCP/IP協(xié)議。通信協(xié)議通信基礎(chǔ)知識(shí)30PPI協(xié)議概述PPI主從通信PPI通信指令PPI通信實(shí)例PPI通信協(xié)議詳解01020304了解PPI協(xié)議的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。掌握PPI主從通信的原理、實(shí)現(xiàn)方式及數(shù)據(jù)傳輸過程。熟悉PPI通信指令的格式、功能及使用方法。通過實(shí)例學(xué)習(xí)PPI通信的具體實(shí)現(xiàn)過程。31MPI通信協(xié)議詳解了解MPI協(xié)議的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。掌握MPI通信的原理、實(shí)現(xiàn)方式及數(shù)據(jù)傳輸過程。熟悉MPI通信指令的格式、功能及使用方法。通過實(shí)例學(xué)習(xí)MPI通信的具體實(shí)現(xiàn)過程。MPI協(xié)議概述MPI通信原理MPI通信指令MPI通信實(shí)例32了解PROFIBUS-DP協(xié)議的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。PROFIBUS-DP協(xié)議概述熟悉PROFIBUS-DP通信的基本理論、實(shí)施方法和數(shù)據(jù)傳遞流程。PROFIBUS-DP通信原理熟悉PROFIBUS-DP通信指令的格式、功能及使用方法。PROFIBUS-DP通信指令通過實(shí)際案例掌握PROFIBUS-DP通信的實(shí)際操作步驟。PROFIBUS-DP通信實(shí)例PROFIBUS-DP通信協(xié)議簡(jiǎn)介3306西門子S7-200SMART可編程邏輯控制器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用案例分析34通過可編程邏輯控制器（PLC）操作電機(jī)的正反轉(zhuǎn)功能，達(dá)成機(jī)械設(shè)備往復(fù)動(dòng)作的目的。電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制利用PLC的模擬量輸出功能，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，滿足不同的工藝要求。電機(jī)調(diào)速控制PLC系統(tǒng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行電流、電壓等數(shù)據(jù)收集，并執(zhí)行過載、短路等安全防護(hù)措施。電機(jī)保護(hù)控制電機(jī)控制應(yīng)用實(shí)例分析35溫度設(shè)定與控制利用PLC的控制功能，根據(jù)設(shè)定的溫度值與實(shí)際溫度值的比較結(jié)果，控制加熱或冷卻設(shè)備的運(yùn)行。溫度采集與處理利用可編程邏輯控制器（PLC）的模擬量輸入，接收溫度傳感器的信號(hào)，進(jìn)而處理獲得準(zhǔn)確的溫度數(shù)值。溫度報(bào)警與記錄利用PLC的警報(bào)機(jī)制，達(dá)成溫度超出限制的音光警報(bào)，同時(shí)借助數(shù)據(jù)存檔功能，保存溫度的歷史變化記錄。溫度控制應(yīng)用實(shí)例分析36123利用PLC的模擬量輸入特性，收集液位傳感器的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后獲得真實(shí)的液位數(shù)值。液位采集與處理利用PLC的控制功能，根據(jù)設(shè)定的液位值與實(shí)際液位值的比較結(jié)果，控制進(jìn)液或排液設(shè)備的運(yùn)行。液位設(shè)定與控制利用PLC的警報(bào)系統(tǒng)，對(duì)液位超出規(guī)定范圍進(jìn)行聲音和光亮的雙重警報(bào)，同時(shí)借助數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，保存液