西门子plc培训教程(全)-不错(1)
2024版西门子PLC培训教材
•PLC基础概念与原理•西门子PLC硬件组成与选型•西门子PLC编程软件与编程语言•西门子PLC通信网络技术•西门子PLC控制系统设计实践•西门子PLC培训总结与展望PLC基础概念与原理PLC （Programmable Logic Cont…一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
要点一要点二发展历程从最初的顺序控制到现在的复杂过程控制，PLC 技术不断发展，功能日益强大。
PLC 定义及发展历程工作原理与特点工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，执行用户程序并控制输出。
特点可靠性高、编程方便、组态灵活、安装方便、运行速度快等。
应用领域及市场需求应用领域PLC广泛应用于工业自动化领域，如机械制造、电力、交通、环保等。
市场需求随着工业自动化程度的提高，对PLC的性能和功能要求也越来越高。
0102 03S7-200 SMART系列经济型PLC，适用于小型自动化项目。
S7-300/400系列中高端PLC，适用于中大型自动化项目，具有强大的通信和扩展能力。
S7-1200/1500系列高端PLC，采用模块化设计，支持多种编程语言和通信协议，适用于复杂的自动化控制系统。
西门子PLC产品系列介绍西门子PLC硬件组成与选型硬件基本构成CPU模块电源模块输入模块输出模块通信模块负责执行程序指令，处理数据，控制输入输出等操作。
为PLC系统提供稳定可靠的直流电源。
将外部信号转换为PLC内部可识别的数字信号。
将PLC内部数字信号转换为外部设备可识别的控制信号。
实现PLC与其他设备或系统之间的数据通信。
电源模块功能具备过压、欠压、短路等保护功能，确保PLC 系统稳定运行。
CPU 模块功能具备高速处理能力，支持多种编程语言，内置丰富的指令集和函数库，提供实时时钟、中断处理等功能。
输入模块功能支持多种输入信号类型，如开关量、模拟量等，具备滤波、隔离等功能，提高信号抗干扰能力。
通信模块功能支持多种通信协议和接口类型，实现与上位机、触摸屏、变频器等设备的通信连接。
西门子PLC培训教程
根据实际需求确定物料的种类、数量 以及分拣规则等。
选择传感器和执行器
选择合适的传感器（如光电传感器、 接近开关等）和执行器（如气缸、电 机等）。
连接传感器和执行器
将传感器和执行器与PLC的I/O模块连 接。
编写分拣程序
使用西门子PLC编程软件编写物料分 拣程序，实现物料的自动识别、分类 和传送等功能。
等。
CPU性能指标
通讯接口
关注处理速度、内存大 小、指令集等性能指标，
确保满足实际需求。
根据通讯需求选择合适 的通讯接口，如以太网、
PROFIBUS、 PROFINET等。
配置方法
通过编程软件对CPU模 块进行配置，包括设置 IP地址、通讯参数、输
入输出地址等。
输入输出模块选型及配置方法
输入输出类型
调试与优化
将编写好的程序下载到PLC中，进行 调试和优化，确保物料分拣系统能够 按照预设规则正确运行。
谢谢聆听
S7-300系列
模块化PLC，适用于中型自动化项目，具有模块化设计、灵活配置、 高性能等特点。
S7-400系列
高端PLC，适用于大型和复杂的自动化项目，具有高性能、高可靠性、 可扩展性等特点。
S7-1200/S7-1500系列
新一代PLC，采用先进的硬件和软件技术，具有高性能、高可靠性、 易于集成等特点。
通过编程软件对电源模块和通信模块进行配置，包括设置通 讯参数、IP地址等。同时，根据实际需要对电源模块的电压 等级和电流容量进行调整。
04 通信网络构建与数据传输技术
通信网络基本概念及拓扑结构
通信网络定义
由一系列通信设备（如PLC、传感器、 执行器等）通过传输介质（如双绞线、 光纤、无线等）连接而成的信息交换 系统。
西门子PLC培训教程9
西门子PLC培训教程91. 引言西门子PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制器，具有强大的功能和高度的可靠性。
本教程旨在为读者提供关于西门子PLC的全面培训，使读者能够熟练掌握其编程和应用。
本教程共分为十个部分，本文为第九部分，将重点介绍西门子PLC的高级应用技巧。
2. 高级应用技巧2.1 数据块的使用数据块是西门子PLC中用于存储程序运行过程中产生的数据的特殊内存区域。
通过使用数据块，可以方便地在程序中传递和共享数据。
数据块的使用可以提高程序的模块化和可维护性。
本节将介绍如何创建、使用和访问数据块。
2.1.1 创建数据块（1）打开编程软件，创建一个新项目。
（2）在项目树中，右键“数据块”文件夹，选择“新建数据块”。
（3）在弹出的对话框中，输入数据块的名称和注释，然后“确定”。
（4）在数据块编辑器中，定义数据块的结构，包括变量名称、数据类型和初始值。
（5）保存并编译数据块。
2.1.2 使用数据块（1）在OB1（组织块1）中，使用“LOAD”指令将数据块中的数据加载到工作内存中。
（2）在程序中，通过数据块中的变量进行计算和逻辑操作。
（3）在OB1中，使用“SAVE”指令将工作内存中的数据保存回数据块。
2.1.3 访问数据块（1）在项目树中，双击“数据块”文件夹中的数据块图标，打开数据块编辑器。
（2）在数据块编辑器中，可以查看和修改数据块的结构和变量值。
（3）在程序中，可以通过符号表或绝对地质访问数据块中的变量。
2.2 高级指令的使用西门子PLC提供了丰富的高级指令，可以简化程序的编写和提高程序的性能。
本节将介绍一些常用的高级指令及其应用。
2.2.1 数学指令数学指令用于执行数学运算，如加、减、乘、除等。
数学指令可以提高程序的执行速度和精度。
在编程时，应尽量避免使用浮点数运算，以减少程序的执行时间。
2.2.2 移位指令移位指令用于将数据向左或向右移动指定的位数。
移位指令在处理位操作和字节操作时非常有用。
西门子PLC培训教程2024(全)
西门子PLC培训教程2024(全)目录CONTENCT •PLC基础知识•西门子PLC硬件组成及选型•西门子PLC软件编程环境搭建•基本指令集与程序结构设计•高级功能应用与扩展•故障诊断与排除技巧分享01PLC基础知识PLC定义与发展历程PLC定义可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
发展历程从1960年代末期的初创阶段，到1970年代中期的成熟阶段，再到1980年代以后的高速发展阶段，PLC技术不断革新，应用领域也不断扩展。
PLC工作原理及特点工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执行指令，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
特点PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、易于维护等特点。
此外，PLC还具有丰富的I/O 接口模块和强大的通信功能，可方便地与其他设备进行数据交换。
西门子（Siemens ）欧姆龙（Omron ）三菱（Mitsubishi ）罗克韦尔（Rockwell ）常见PLC 品牌与型号介绍作为全球知名的电气和自动化解决方案提供商，西门子PLC 以其高性能、稳定性和广泛的应用领域而著称。
常见型号有S7-200、S7-300、S7-400等。
欧姆龙PLC 以其紧凑的设计、高速的处理速度和丰富的功能而备受赞誉。
常见型号有CP1H 、CP1L 、CJ2M 等。
三菱PLC 以其高性能、低价格和广泛的应用领域而深受用户喜爱。
常见型号有FX3U 、FX5U 、Q 系列等。
罗克韦尔PLC 以其强大的处理能力、灵活的编程方式和广泛的应用领域而著称。
常见型号有MicroLogix 、ControlLogix 、CompactLogix 等。
02西门子PLC硬件组成及选型CPU模块功能与选型方法CPU模块功能作为PLC的核心部件，CPU模块负责执行用户程序、处理数据、控制输入输出等操作，直接影响PLC的性能和速度。
2024版PLC培训教程西门子S7[1]
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03
西门子S7-200 SMART PLC编程 软件使用
2024/1/29
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编程软件安装与启动
安装步骤
下载西门子S7-200 SMART PLC编程软件安装包。
2024/1/29
双击安装包，按照提示进行安装。
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编程软件安装与启动
选择安装路径和组件，建议保持默认设置。
等待安装完成，重启计算机。
2024/1/29
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PLC工作原理及结构组成
工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式，通过输入接口采集现场信号，经过内部逻辑运算后，通过输出接口控制执行机构。
结构组成
主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等部分。其中，CPU是PLC的核心部件，负责执 行用户程序、系统程序和中断程序；存储器用于存储用户程序、系统程序和数据；输入输出接口用于连接现场设 备和执行机构。
将PLC内部数字信号转换为模拟量输 出信号，驱动执行器实现模拟量控制。
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特殊功能模块
2024/1/29
功能类型
西门子S7-200 SMART PLC提供多种特殊功能模块，如定位模块、计数模块、温度 控制模块等，扩展PLC功能。
特点
针对特定应用设计，简化系统配置；高性能处理能力，满足复杂控制需求；易于集 成到PLC系统中，方便使用和维护；提供丰富的诊断和调试功能，降低故障排查难 度。
2024/1/29
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编程界面介绍及基本操作
关闭项目
在菜单栏中选择“文件”->“关 闭”。
下载程序
在菜单栏中选择“下载”->“到 PLC”。
01
保存项目
在菜单栏中选择“文件”->“保 存”或“另存为”。
西门子s7200PLC培训教程
输入输出扩展
1. 设备连接 2. 最大I/O配置的预算 3. 输入输出及CPU组态
1. 设备连接
(a) 面板安装
(b) 标准导轨安装
图 I/O扩展示意图
2. 最大I/O配置的预算
〔1〕映像存放器数量 〔2〕电流提供 〔3〕模块电流 〔4〕电流预算规那么
〔2〕电流提供 各CPU所能提供的最大5VDC电流如表所示。
〔3〕存储平安 1〕主机CPU模块内部装备的EEPROM，上装程序时，可自动装入 并永久保存用户程序、数据和CPU的组态数据。 2〕用户可以用程序将存储在RAM中的数据备份到EEPROM存储 器。 3〕主机CPU提供一个超级电容器，可使RAM中的程序和数据在断 电后保持几天之久。 4〕CPU提供一个可选的电池卡，可在断电后超级电容器中的电量 完全耗尽时，继续为内部RAM存储器供电，以延长数据所存的时 间。 5〕可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘一样来方便地备份 和装载程序和数据。
第二代产品其CPU模块为CPU 22X，是在21世纪初投放 市场的，速度快，具有较强的通信才能。它具有四种不 同构造配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。
系统根本构成
SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成， 如下图。
〔2〕根本构造特点
➢输出信号类型 ➢电源输出 ➢根本I/O ➢存储平安 ➢高速反响 ➢模拟电位器 ➢实时时钟 ➢输入输出可扩展性
4种CPU各有晶体管输出和8继电器输出两种类型，具有不同电源 电压和控制电压。各类型的型号如表所示。
表 CPU型号
SIMATIC S7-200系统CPU 22X系列PLC主机及I/O特性 如表所示。
西门子PLC自学教程(从入门到精通)
软件编程规范与技巧
编程技巧
编程规范：遵循结构化编程 、模块化设计原则，编写清
晰易懂的程序。
01
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合理使用中间变量和临时寄 存器，提高程序可读性和可
维护性。
采用循环结构和子程序调用 ，简化程序结构，提高运行
效率。
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对关键代码段进行注释和说 明，方便后期维护和调试。
系统调试流程及注意事项
自动化生产线调试结果展示与 总结
展示生产线运行过程中的各 项参数监控界面
总结调试过程中遇到的问题及 解决方法
调试结果展示与总结
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分析系统性能及优化方向
智能楼宇环境监控调试结果展示 与总结
展示环境参数实时监测界面及设 备控制界面
调试结果展示与总结
总结调试过程中遇到的问题 及解决方法
分析系统性能及优化方向
实例分析
通过实例分析，加深对梯形图编程语 言的理解和应用。
编程规则与技巧
学习梯形图的编程规则，如并联、串 联、置位、复位等，并掌握一些编程 技巧，如使用中间变量、避免双线圈 输出等。
指令表（STL）编程语言介绍
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指令表基本概念
了解指令表的组成元素，如操作码、操作数、注 释等。
编程规则与技巧
学习指令表的编程规则，如赋值、比较、逻辑运 算等，并掌握一些编程技巧，如使用立即数、间 接寻址等。
实例分析
通过实例分析，加深对指令表编程语言的理解和 应用。
顺序功能图（SFC）编程语言介绍
顺序功能图基本概念
了解顺序功能图的பைடு நூலகம்成元素，如步、转换条件、动作等。
编程规则与技巧
学习顺序功能图的编程规则，如选择序列、并行序列、跳 转等，并掌握一些编程技巧，如使用局部变量、优化转换 条件等。
西门子可编程序控制器(PLC)应用技术全套培训课程
详细介绍S7-300/400系列PLC的指令集，包括位逻辑指令、定时器/计数器指令、数据处理指令、 数学运算指令等。
编程技巧与实例
编程技巧
介绍提高PLC编程效率的方法和技巧，如利用数据块、 组织块和功能块等。
实例解析
通过实际案例的解析，让学员更好地理解和掌握PLC编 程的方法和技巧。
调试与测试
存储器
用于存储程序和数据，分为随机存储器和 只读存储器。
电源模块
为PLC提供稳定的电源，确保系统的正常 运行。
PLC的软件编程
编程语言
PLC的编程语言包括指令 表(IL)、结构化文本(ST)、 梯形图(LD)等。
编程软件
常用的PLC编程软件有西源自门子的TIAPortal、
Rockwell的Studio 5000
仓库中货物的自动化管理。
PLC在智能仓储系统中的应用包 括货物出入库控制、库存管理、 货位调整等，能够提高仓储效率、
降低仓储成本。
实际案例包括智能物流中心、智 能仓库等，通过PLC实现对仓库 中货物的精准控制和管理，提高
仓储效率和降低成本。
工业机器人控制系统
工业机器人是现代工业生产中的重要设备，通过PLC实现对工业机器人的精准控制。
故障诊断与维护
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故障检测与预警
介绍如何通过编程实现故 障自动检测，以及如何设 置预警条件，提前发现潜 在问题。
故障诊断工具
讲解使用西门子提供的故 障诊断工具进行故障定位 和排查的方法。
预防性维护策略
提供制定和实施预防性维 护计划的建议，降低设备 故障率。
安全保护与冗余设计
安全功能与安全PLC
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西门子PLC的高级应用
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柳州职业技术学院电子电气工程系
§1.2 PLC的定义和分类
PLC的定义
经历：可编程逻辑控制器（PLC）→可编程控制器（PC） 通用叫法：可编程序控制器（Programmable Controller， PC），是一台专为工业环境应用而设计制造的计算机。它 具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。 但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混 淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写。
PLC的基本结构
设备通讯接口
§1.4 PLC的结构和工作过程
编程器 计算机
中央处理单元（CPU）
电源适配器
交流电源
其他设备
按钮 继电器触点
BUS
I/O扩展接口
I/O扩展单元
传感器
输 入 单 元
系统程序存储器
RAM
输 出 单 元
接触器 电磁阀
PLC
+ -
指示灯
柳州职业技术学院电子电气工程系
电源O N
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA (Ex)
PROFIBUS PA
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的功能
人机界面功能
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的功能
编程、调试等
使用复杂程度不同的 手持、便携和桌面式
编程器、工作站和操 作屏，进行编程、调 试、监视、试验和记 录，并通过打印机打 印出程序文件。
西门子PLC培训教程
——柳州职业技术学院 电子电气工程系
柳州职业技术学院电子电气工程系
西门子PLC培训教程
第一章 西门子PLC简单概述 第二章 PLC系统特性及硬件介绍 第三章 使用STEP7创建一个工程 第四章 西门子编程语言学习 第五章 西门子的程序设计 第六章 利用WinCC flexible软件创建工程系统
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的中断处理过程
响应问题：
一般微机系统的CPU，在每一条指令执行结束时 都要查询有无中断申请。而PLC对中断的响应则 是在相关的程序块结束后查询有无中断申请，或 者在执行用户程序时查询有无中断申请，如有中 断申请，则转入执行中断服务程序。如果用户程 序以块式结构组成，则在每块结束或执行块调用 时处理中断。
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的分类
一体化紧凑型PLC ：电源、CPU中央处理系统、
I/O接口都集成在一个机壳内。如西门子S7-200系 列。
CPU（基本单元）
+
扩展模块
柳州职业技术学院电子电气工程系
标准模块式结构化PLC ：各种模块相互独立，并安
装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC 应用系统。如：西门子S7-300、S7-400系列。
柳州职业技术学院电子电气工程系
第二章 西门子PLC系统特性及硬件介绍
柳州职业技术学院电子电气工程系
第2章 S7-300系统特性及硬件介绍
§2.1 §2.2 §2.3 §2.4 §2.5 §2.6 §2.7 SIMATIC S7-300系统结构 S7-300 CPU模块 信号模块 （SM） 电源模块 （PS） 接口模块（IM） 其他模块（IM） SIMATIC S7-300的硬件组态
柳州职业技术学院电子电气工程系
国际电工委员会（IEC）对可编程控制器的定义：
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专 为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存 储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控 制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通 过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生 产过程。”
PS (电源模块)
CPU
IM SM: (接口模块) DI
SM: DO
SM: AI
SM: AO
CP: - 点-到-点 - PROFIBUS - 工业以太网
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的功能
控制功能
逻辑控制 定时控制 计数控制 顺序控制
§1.3 PLC的功能和特点
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的功能
数据采集、存储与处理功能
数学运算功能 数据处理
模拟数据处理
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的功能
输入/输出接口调理功能
具有 A/D 、 D/A 转换功 能，通过I/O模块完成对 模拟量的控制和调节。
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的功能
通信、联网功能
§1.1 PLC的产生
高、可靠性及灵活性差 。
应用→比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等
工业应用场合。
柳州职业技术学院电子电气工程系
用户迫切需要一种先进的自动控制装置
继电器控制系统 先进自动控制系统
柳州职业技术学院电子电气工程系
可编程序逻辑控制器的产生
美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年 研制成功了第一台可编程序控制器。由于当时主要用 于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻 辑控制器（Programmable Logic Controller， PLC）。
上电 处理
PLC的工作过程
内部处理
输入处理（输入传送、远程I / O ） 执行自诊断
通信服务（外设、C P U 、总线服务）
P L C 正常？
更新时钟、特殊寄存器
扫描 过程
Y
扫描 过程
N
存放自诊断错误结果
STOP
C P U 运行方式？
RUN
致命错误？
Y
N
执行程序
出错 处理
C P U 强制为S T O P 处理程序
MPI cable
有MPI接口的PG 或PC
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的特点
高可靠性
丰富的I/O接口模块
采用模块化结构 运行速度快 功能完善 编程简单，易于使用
系统设计、安装、调试方便
维修方便，维修工作量小 总价格低
柳州职业技术学院电子电气工程系
柳州职业技术学院电子电气工程系
第1章 PLC概述
§1.1 PLC的产生
§1.2 PLC的定义和分类
§1.3 PLC的功能和特点
§1.4 PLC的结构与工作过程
柳州职业技术学院电子电气工程系
传统的生产机械自动控制装置→继电器控制系统
优点→结构简单、价格低廉、容易操作 。
缺点→体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率
柳州职业技术学院电子电气工程系
PLC的扫描过程
输
输
I0.0 Q4.1 M10.0 Q4.2 I0.1 I0.1 Q4.1 M10.0 Q4.2
输
入 映 像 寄 存 器
出 映 像 寄 存 器
输 出 锁 存 器
输 出 端 子
信号
入 端 子
驱动
输入刷新 输入刷新阶段
程序执行
输出刷新 输出刷新阶段
扫描周期