西門子官方講解的PLC小案例

非常感謝各位知友對西門子PLC產品的推薦，我們有幸邀請到西門子的PLC產品的專家，為大家詳細講解西門子PLC的學習。

以下是原文：

學習西門子PLC沒有想象中那么難，一句話可以總結為：對初學者來說，600多塊的SR20就足夠用了，組態軟件免費，西門子guanfangwangzhan還有免費的視頻教程。

詳細展開講，就涉及到PLC的硬件組成、編程軟件、系統指令和程序結構等復雜的內容。

接下來，我將從PLC的選型、PLC入門及PLC拓展模塊和進階等方面，介紹PLC的學習要點。

一、 選型及成本

推薦：SR20

推薦理由：這要從西門子PLC的產品家族開始說起。

西門子做PLC已經有40多年了，目前新的產品家族為SIMATIC S7。

西門子針對不同的市場需求推出了不同的產品系列，如高端的S7-1500系列，中端的S7-1200系列，低端的S7-200 SMART（以下簡稱SMART）系列。

對初學者來說，從SMART系列入門是合適的。

SMART是西門子針對中國市場研發的新一代PLC，被廣泛應用在包裝、紡織、機床、食品、地鐵等眾多領域。

它能夠有效地提升設備性能和降低成本，性價比非常高，也非常可靠。

SMART主要分為ST和SR兩大系列，這兩個系列都能在電商平臺上購買到。SR系列ST系列主要的不同是：

ST系列可以接收/輸出高速脈沖信號，所以ST系列可以應用在運動控制，常見的包裝產線，目前熱門的機械手臂等領域。

大家在學習階段一般是應用不到這些功能的。

而且ST和SR在編程和使用上是沒有區別的，它們之間相互通信也非常容易實現。

在SR系列里，對于初學者，我重點推薦SR20。

理由1：，在各大電商平臺的西門子經銷商處都能買到，價格只要600多塊

理由2：組態軟件免費，學習和遷移成本低

SMART系列的組態軟件（即通俗意義上的上位機）是STEP 7-Micro/WIN SMART（簡稱Micro/WIN），在官網上可以免費下載免費使用。

Micro/WIN的設計理念和前面提到的，另外兩個高階PLC系列，S7-1200和S7-1500的組態軟件TIAPortal是一脈相承的，也支持和S7-1200 ，S7-1500之間相互通信。

如若以后需要學習西門子的中高端PLC產品系列，學習和遷移的成本是非常低的。

SR20 PLC的真面目

接下來，帶大家看看SR20 PLC的外觀。

總結一下，學習PLC的成本 ：

我曾經用一個SR20加一些外部設備，打造了一個全自動化的小型灌溉系統，總成本不超過1000元。

感興趣的知友可以在后文，看到簡單的設計方案和接線方式。

二、 PLC入門

PLC是一個集成度非常高的系統，在實際工作中，可能只有部分功能被用到，但在學習時，需要全面了解下PLC的功能。

SMART PLC就是一個非常好的入門系列，剛才我們提到了，SMART PLC的操作工具是Micro/WIN。

所以學習SMART PLC就是學習Micro/WIN。

我們內部也會交流SMART PLC的學習體會，大家普遍的感受是，SMART系列的學習成本非常低。

我們在設計SMART PLC的功能時，會把易用性作為首要考慮的因素，即使沒有編程經驗，也能在短時間熟悉使用PLC產品的絕大部分功能。

好上手，可靠，這就是SMART系列在中國如此成功的原因之一。

關于PLC究竟要學些什么內容，市面上有很多關于SMART PLC的書籍，在此不作贅述。

而關于Micro/WIN 的操作方法教程，西門子官網也有入門操作的視頻課程，全部都是免費的。

作為西門子PLC產品的研發人員，長期接觸PLC，有幾個高效學習的小技巧分享給大家。這些小技巧很容易被忽視，大多數工作幾年的PLC研發人員可能也不知道，但這些技巧對于初學者又非常重要。

1、設置PG/PC接口

在初次安裝Micro/WIN時，需要設置PG/PC接口。SR20集成了標準以太網口，可以使用PC物理網卡和PLC直接通信，所以無需購買昂貴且傳輸速率不高的PPI線。

PG/PC接口是什么呢？

很多剛接觸西門子PLC的同學會有這樣的疑惑，PG/PC其實指的是電腦。

接下來在Access Point of the Application這里選擇MWSMART，意為我們需要給Micro/WIN連接PLC設置一個網絡接口，在列表中選擇有線以太網口。

2、連接設置PLC

在連接CPU的時候，先選擇通信接口，這里選擇物理網卡，跟上面設置PG/PC作用是一樣的。點擊”查找CPU”，SR20就會響應指令然后將識別信息發送給Micro/WIN。

選中SR20點擊確定后，Micro/WIN和PLC建聯成功。然后通過”編輯”可以給PLC設置身份信息，通過”閃爍”指示燈可以讓PLC的LED燈交替閃爍。

3、查看、設置更多信息

連接上PLC后，就可以開始操作PLC了。

很多人都不知道時間設置在哪里，在“PLC”菜單欄”中選擇”設置時鐘”就可以設置時間了。

設置時鐘的操作一般只需要在初次連接PLC的時候進行，PLC內部有獨立的時鐘，可以斷電保持7天。PLC在運行中也會實時糾正時鐘誤差，即使連續運行幾年，誤差都不會超過2秒鐘。在小型PLC中這是一個非常高的精度。

在自動化系統中，我們需要經常操作的一個步驟是，檢查系統當前是否正常運行，性能狀況如何，是否有警報信息。這些都在PLC菜單下的PLC功能塊里面。

在PLC的調試和運行過程中，我們會經常打開這個界面，檢查PLC的運行情況。

4、調試模擬PLC

調試和模擬功能是Micro/WIN非常重要的功能，這個功能非常實用并且操作簡單，它可以方便地模擬實際運行過程中無法生成的參數，讓操作者能夠提前發現程序和配置中的問題，和生成優的參數，能夠有效地降低系統的風險。

但往往一些經驗豐富的工程師，都不知道或者不會使用這個功能，所以在這里詳細地講述一下。

下面是一個簡單的起保停電路的梯形圖，通過左邊項目樹中的”指令”目錄可以添加這些指令。

然后，我們把這段程序下載到PLC中去執行下，會發現一些有趣的事情。

下載時，如果還沒跟PLC建立連接，Micro/WIN會彈出通信對話框提示先連接PLC。

下載完成后，點擊”RUN”按鈕，通知PLC開始執行程序。

通過下載對話框可以訪問在線幫助手冊，它包含了所有PLC編程相關的信息，比市場上所有的相關書籍都更重要，即使是已經操作熟練的PLC專家也需要經常查閱在線幫助手冊。

按F1也可以打開這個文檔，還可以把這個文檔從Micro/WIN的安裝目錄。中拷貝出來，方便隨時翻閱學習。

默認在C:\Program Files(x86)\Siemens\STEP 7-MicroWIN SMART\Help\S7MicroWinSmart_804.chm

下載完成后，可以將CPU設置為RUN模式，Micro/WIN還提供了很強大的調試和觀察程序運行的功能，請點擊“程序運行”按鈕。

藍色表示能流流通，灰色表示能流未導通。從圖上看到，由于I0.0對應的輸入端子沒有檢測到高電平，因此I0.0這個輸入印象區的值為0，觸點打開，能流就不能流到后面去了，M0.0也沒有接通，處于打開狀態。

沒有給I0.0對應的輸入端子接電信號，又想調試怎么辦呢？

Micro/WIN有一個利器，狀態圖表。

我們寫入I0.0然后點擊監控按鈕，可以看到I0.0的值為0，給它輸入一個值1，然后點監控旁邊”強制”按鈕，再試試看。

可以看到，I0.0被強制為1。PLC不再從輸入端子檢測電信號，而是讀取給它寫入的值作為I0.0的值?？梢詫δ茉L問到的所有內存區執行強制操作，這對調試非常有用。

下面是強制后的程序狀態：

M0.0閉合了，取消I0.0的強制再觀察，會看到M0.0還是閉合狀態，這就是起保停電路的作用。

需要說明一點，當用戶處于監控狀態時，是無法操作系統塊，向導等等功能的。如果點擊了某個按鈕但是Micro/WIN沒反應，這多半都是因為當前處于監控狀態。

如下圖，再添加兩個指令，然后再將它下載到PLC。

然后監控程序運行狀態。

當再次將I0.0強制的時候Q0.0立即變為1，同時能聽到繼電器Q0.0閉合的聲音。如果將負載，比如電機、燈泡等設備連接到PLC，那么設備立即會運轉起來。

這里再講一下如何接線。

步，將24V電源的正極和SR20的輸出端子中的1L連接。

第二步，將負載（如電機）的輸入正極和輸出端子如Q0.0連接。

第三步，將24v電源的負極和負載輸入的負極連接。

如果有多個負載，那么就從Q0.1-Q0.7端子接線。每一個輸出端子可以承載大2A電流，因此切記不要超負荷運行。

另一方面，Q點總共有8個，分成兩組，Q0.0-Q0.3，都需要通過1L這個輸入端子接到24V開關電源上。如果還需要接更多的負載，那么就需要給2L這個輸入端子供電，通過Q0.4-Q0.7和負載連接了。

好了，關鍵內容就透露到這里，更多的入門課程請前往網址進行視頻學習，講解全面透徹，而且免費。

三、拓展模塊和進階學習

1、拓展模塊

SMART之所以，是因為它僅僅集成了核心的功能，對于個性化的自動化項目/產品功能，是用擴展模塊的方式來實現的，這樣客戶就不用為不需要的功能買單了。

SMART的擴展模塊目錄在在線幫助文檔里可以查看到。

擴展模塊的安裝也非常簡單，PLC右側的長方形塑料片是可以摳下來的，后面就是插模塊的位置。

插好模塊后，在“系統塊”的EM行中選擇剛才插入的擴展模塊就完成組態了。

我個人用的多的模塊是AR02，我上面提到的全自動化農業灌溉系統，就是用AR02擴展模塊實現的。

2、致用所學

AR02拓展模塊是專門為檢測溫度打造的，價格大約在200元多一點（價格有可能上下浮動）。也無需再購買額外的供電電源，PLC右下方24VDC字樣下方的兩個端子L+和M可以給它供電。

我又增加了一個大約30元的溫度傳感器Pt100，接到AR02上面的輸入端子中。接線完成后通過AIW16讀取實時溫度，在程序中根據溫度做不同的處理。

這樣，一個全自動化農業灌溉系統就做好了。

這個全自動化農業灌溉系統簡化版本的設計方案如下:

簡化版本用到的硬件設備：

接線圖：

在第二部分已經講過詳細接線方式，簡化版本的示意圖如下：

程序

程序：上手PLC對話框中，回復【SMART案例】

這些設計和程序由我開發編寫，各位知友可以任意使用并且修改。上面這個設計是簡單版本，再提供一些思路供拓展訓練：

拓展1：不同的植物對水的需求往往不一致，可通過增加水泵和修改程序來對更多的植物澆灌。

拓展2：連接制熱設備(如暖氣爐)而不是水泵，根據空氣溫度自動調節室內溫度。

拓展3：PLC可以通過OUC跟任何支持網絡(標準TCP/IP)的設備進行通信，如跟PC通信，可以在PC端執行機器學習或神經網絡程序（例如人臉識別），將需要執行的動作發送至PLC。

再回到題主的問題，如果想更好的學習PLC，那么一個辦法就是，致用所學，大家在學習過程中也不妨試一試。

此全自動化農業灌溉系統僅供拋磚引玉。PLC能夠支持非常復雜的功能，如運動控制，高速計數器，Profinet等，這些功能都在Micro/WIN左側項目樹下的“向導”目錄中。

當熟悉了Micro/WIN向導下的功能后，甚至可以用SR20打造一個自動化產線。

后總結：

1、推薦選擇SR20作為入門PLC的產品，成本低，易用性強，軟件免費，拓展性強。

2、學習PLC，用免費的Micro/WIN軟件就可以，線上有幫助手冊，官網有免費教程，上文

也介紹了常規教程中不常見的操作