1、 西门子PLC简单介绍 第1页，共51页。第一章第一章 西门子西门子PLC简单概述简单概述第二章第二章 PLC系统特性及硬件介绍系统特性及硬件介绍第三章第三章 简单学习简单学习PLC软件，创建一个新工程软件，创建一个新工程第四章第四章 课堂练习课堂练习 西门子PLC培训教程第2页，共51页。第第1 1章章 PLCPLC概述概述1.1 PLC1.1 PLC的产生的产生1.2 PLC1.2 PLC的定义和分类的定义和分类1.3 PLC1.3 PLC的功能和特点的功能和特点1.4 PLC1.4 PLC的结构与工作过程的结构与工作过程第3页，共51页。l传统的生产机械自动控制装置传统的生产机械自动控制
2、装置继电器控制系统继电器控制系统 优点优点结构简单、价格低廉、容易操作结构简单、价格低廉、容易操作 。缺点缺点体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差可靠性及灵活性差 。应用应用比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工比较适用于工作模式固定，控制逻辑简单等工业应用场合。业应用场合。1.1 PLC1.1 PLC的产生的产生第4页，共51页。l用户迫切用户迫切需要需要一种先进的自动控制装置一种先进的自动控制装置继电器控制系统继电器控制系统先进自动控制系统先进自动控制系统第5页，共51页。l可编程序逻辑控制器的可编程序逻辑控制器的产生产生
3、美国数字设备公司（美国数字设备公司（DECDEC）根据这一设想，于）根据这一设想，于19691969年研制成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，故称为能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器可编程序逻辑控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，PLCPLC）。）。第6页，共51页。1.2 PLC1.2 PLC的定义和分类的定义和分类lPLCPLC的定义的定义 经历经历：可编程逻辑控制器（：可编程逻辑控制器（PLCPL
4、C）可编程控制器（可编程控制器（PCPC）通用叫法通用叫法：可编程序控制器（：可编程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller，PCPC），），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。它具有丰富的输入的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于输出接口，并且具有较强的驱动能力。但由于PCPC容易容易和个人计算机（和个人计算机（Personal ComputerPersonal Computer）混淆，所以人们还沿用）混淆，所以人们还沿用PLCPLC作为可编程控制器的英文缩写。作
5、为可编程控制器的英文缩写。第7页，共51页。lPLCPLC的分类的分类 一体化紧凑型一体化紧凑型PLC PLC：电源、：电源、CPUCPU中央处理系统、中央处理系统、I/OI/O接口接口都集成在一个机壳内。如都集成在一个机壳内。如西门子西门子S7-200S7-200系列。系列。CPUCPU（基本单元）（基本单元）+扩展模块扩展模块 第8页，共51页。标准模块式结构化标准模块式结构化PLC PLC：各种模块相互独立，并安装：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLCPLC应用应用系统。如：系统。如：西门子西门子S7-300S7-30
6、0、GEPLCGEPLC系列。系列。PS(电源模块)CPU IM(接口模块)SM:DISM:DOSM:AISM:AO CP:-点-到-点-PROFIBUS-工业以太网第9页，共51页。1.3 PLC1.3 PLC的功能和特点的功能和特点lPLCPLC的功能的功能 控制功能控制功能 逻辑控制逻辑控制 定时控制定时控制 计数控制计数控制 顺序控制顺序控制第10页，共51页。lPLCPLC的功能的功能 数据采集、存储与处理功能数据采集、存储与处理功能数学运算功能数学运算功能数据处理数据处理模拟数据处理模拟数据处理第11页，共51页。lPLCPLC的功能的功能 输入输入/输出接口调理功能输出接口调理功
7、能具有具有A/DA/D、D/AD/A转换功能，转换功能，通过通过I/OI/O模块完成对模拟模块完成对模拟量 的 控 制 和 调 节。量 的 控 制 和 调 节。第12页，共51页。lPLCPLC的功能的功能 通信、联网功能通信、联网功能PROFIBUS DPPROFIBUS PA(Ex)PROFIBUS PA第13页，共51页。lPLCPLC的功能的功能 人机界面功能人机界面功能第14页，共51页。lPLCPLC的功能的功能 编程、调试等编程、调试等使用复杂程度不同的手持、使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、作站和操作屏，进行编程、调试、
8、监视、试验和记录，调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序并通过打印机打印出程序文件。文件。STEP7STEP7ProToolProToolMPI cable有有MPI接口的接口的PG 或或PC第15页，共51页。lPLCPLC的特点的特点 高可靠性高可靠性丰富的丰富的I/OI/O接口模块接口模块采用模块化结构采用模块化结构运行速度快运行速度快功能完善功能完善编程简单，易于使用编程简单，易于使用系统设计、安装、调试方便系统设计、安装、调试方便维修方便，维修工作量小维修方便，维修工作量小总价格低总价格低第16页，共51页。1.4 PLC1.4 PLC的结构和工作过程的结构和工作过程lPLC
9、PLC的基本结构的基本结构 第17页，共51页。PLCPLC的扫描过程的扫描过程第18页，共51页。第二章第二章 西门子西门子PLC系统特性及硬件介绍系统特性及硬件介绍第19页，共51页。第第2 2章章 S7-300S7-300系统特性及硬件介绍系统特性及硬件介绍2.12.1 SIMATIC S7-300SIMATIC S7-300系统结构系统结构 导轨导轨 PS电源模块CPU IM接口模块SM:DISM:DOSM:AISM:AO FM:-计数-定位-闭环控制 CP:-点-到-点-PROFIBUS-工业以太网第20页，共51页。系统背版总线系统背版总线导轨（机架）导轨（机架）S7-300模块模
10、块第21页，共51页。电源模块电源模块（选项）（选项）后备电池后备电池（CPU313以上）以上）24V DC连接连接器器 CPU工作模工作模式选择开关式选择开关 CPU模块模块 CPU状态及状态及故障指示灯故障指示灯 MMC存储卡存储卡（CPU313以上）以上）MPI多点接口多点接口 信号模块的信号模块的前连接器前连接器 前门前门 信号信号模块模块 第22页，共51页。2.2 S7-300 CPU模块操作 RUN-PRUN-P：可编程运行模式。在此模式下，：可编程运行模式。在此模式下，CPUCPU不仅可以执行用户不仅可以执行用户程 序，在 运 行 的 同 时，还 可 以 通 过 编 程 设 备
11、（如 装 有程 序，在 运 行 的 同 时，还 可 以 通 过 编 程 设 备（如 装 有STEP 7STEP 7的的PGPG、装有、装有STEP 7STEP 7的计算机等）读的计算机等）读出、修改、监控用户程序。出、修改、监控用户程序。RUNRUN：运行模式。在此模式下，：运行模式。在此模式下，CPUCPU执执行用户程序，还可以通过编程设备读出、行用户程序，还可以通过编程设备读出、监控用户程序，但不能修改用户程序。监控用户程序，但不能修改用户程序。1.1.模式选择开关模式选择开关(1/1)(1/1)第23页，共51页。STOP STOP：停机模式。在此模式下，：停机模式。在此模式下，CPUC
12、PU不执行用户程序，但可以通不执行用户程序，但可以通过编程设备（如装有过编程设备（如装有STEP 7STEP 7的的PGPG、装有、装有STEP 7STEP 7的计算机等）从的计算机等）从CPUCPU中中读 出 或 修 改 用 户 程 序。在 此 位 置 可 以 拔 出 钥读 出 或 修 改 用 户 程 序。在 此 位 置 可 以 拔 出 钥匙。匙。MRESMRES：存储器复位模式。该位置不能保：存储器复位模式。该位置不能保持，当开关在此位置释放时将自动返回到持，当开关在此位置释放时将自动返回到STOPSTOP位置。将钥匙从位置。将钥匙从STOPSTOP模式切换到模式切换到MRESMRES模模
13、式 时，可 复 位 存 储 器，使式 时，可 复 位 存 储 器，使 C P UC P U回 到回 到初始状态。初始状态。1.1.模式选择开关模式选择开关(2/2)(2/2)第24页，共51页。2.2.状态及故障显示状态及故障显示(1/2)(1/2)SFSF（红色红色）：系统出错）：系统出错/故障指示灯。故障指示灯。CPUCPU硬件或软硬件或软件错误时亮。件错误时亮。BATFBATF（红色红色）：电池故障指示灯（只有）：电池故障指示灯（只有CPU313CPU313和和314314配配备）。当电池失效或未装入时，指示灯亮。备）。当电池失效或未装入时，指示灯亮。DC5VDC5V（绿色绿色）：）：5
14、V5V电源指示灯。电源指示灯。CPUCPU和和S7-300S7-300总线的总线的5V5V电源正常时亮。电源正常时亮。FRCEFRCE（黄色黄色）：强制作业有效指示灯。至少有一个）：强制作业有效指示灯。至少有一个I/OI/O被被强制状态时亮。强制状态时亮。RUNRUN（绿色绿色）：运行状态指示灯。）：运行状态指示灯。CPUCPU处于处于“RUNRUN”状态时亮；状态时亮；LEDLED在在“S t a r t u pS t a r t u p”状 态 以状 态 以2 H z2 H z频 率 闪 烁；在频 率 闪 烁；在“H O L DH O L D”状 态 以状 态 以0.5Hz0.5Hz频率闪
15、烁。频率闪烁。第25页，共51页。2.2.状态及故障显示状态及故障显示(2/2)(2/2)STOPSTOP（黄色黄色）：停止状态指示灯。）：停止状态指示灯。CPUCPU处于处于“STOPSTOP”或或“HOLDHOLD”或或“StartupStartup”状态时亮；在存储器复位时状态时亮；在存储器复位时LEDLED以以0.50.5HzHz频率闪烁；在存储器置位时频率闪烁；在存储器置位时LEDLED以以2Hz2Hz频率闪烁。频率闪烁。BUS DFBUS DF（BFBF）（红色红色）：总线出错指示灯（只适用于带）：总线出错指示灯（只适用于带有有DPDP接口的接口的CPUCPU）。出错时亮。）。出错
16、时亮。SF DPSF DP：DPDP接口错误指示灯（只适用于带有接口错误指示灯（只适用于带有DPDP接口的接口的CPUCPU）。当）。当DPDP接口故障时亮。接口故障时亮。第26页，共51页。第三章学习软件，第三章学习软件，STEP7创建创建工程工程第27页，共51页。3.1 STEP 7编程语言 STEP 7 STEP 7是是S7-300/400S7-300/400系列系列PLCPLC应用设计软件包，所支持应用设计软件包，所支持的的PLCPLC编程语言非常丰富。该软件的标准版支持编程语言非常丰富。该软件的标准版支持STLSTL（语（语句表）、句表）、LADLAD（梯形图）及（梯形图）及FBD
17、FBD（功能块图）（功能块图）3 3种基本编程种基本编程语 言，并 且 在语 言，并 且 在 S T E P 7S T E P 7中 可 以 相 互 转 换。中 可 以 相 互 转 换。第28页，共51页。3.2 位逻辑指令 位逻辑指令处理的对象为二进制位信号。位逻辑指令扫描信位逻辑指令处理的对象为二进制位信号。位逻辑指令扫描信号状态号状态“1 1”和和“0 0”位，并根据布尔逻辑对它们进行组合，所位，并根据布尔逻辑对它们进行组合，所产生的结果（产生的结果（“1 1”或或“0 0”）称为逻辑运算结果）称为逻辑运算结果 3.2.1 3.2.1 触点与线圈触点与线圈 3.2.2 3.2.2 基本逻
18、辑指令基本逻辑指令 第29页，共51页。3.2.1 3.2.1 触点与线圈触点与线圈 在在LADLAD（梯形图）程序中，通常使用类似继电器控制电路中的触点（梯形图）程序中，通常使用类似继电器控制电路中的触点符号及线圈符号来表示符号及线圈符号来表示PLCPLC的位元件，被扫描的操作数（用绝对地的位元件，被扫描的操作数（用绝对地址 或 符 号 地 址 表 示）则 标 注 在 触 点 符 号 的 上址 或 符 号 地 址 表 示）则 标 注 在 触 点 符 号 的 上方，如图所示。方，如图所示。第30页，共51页。1.1.常开触点常开触点 对于常开触点（动合触点），则对对于常开触点（动合触点），则对
19、“1 1”扫描相应操作数。在扫描相应操作数。在PLCPLC中规定：若操作数是中规定：若操作数是“1 1”则常开触点则常开触点“动作动作”，即认为是，即认为是“闭合闭合”的；若 操 作 数 是的；若 操 作 数 是“0 0”，则常开触点，则常开触点“复位复位”，即 触 点 仍 处，即 触 点 仍 处于打开的状态。于打开的状态。常开触点所使用的操作数是：常开触点所使用的操作数是：I I、Q Q、M M、L L、D D、T T、C C。第31页，共51页。2.2.常闭触点常闭触点 常闭触点（动断触点）则对常闭触点（动断触点）则对“0 0”扫描相应操作数。在扫描相应操作数。在PLCPLC中中规定：若操
20、作数是规定：若操作数是“1 1”则常闭触点则常闭触点“动作动作”，即触点，即触点“断开断开”；若；若操作数是操作数是“0 0”，则常闭触点，则常闭触点“复位复位”，即触点仍保持闭合。，即触点仍保持闭合。常闭触点所使用的操作数是：常闭触点所使用的操作数是：I I、Q Q、M M、L L、D D、T T、C C。第32页，共51页。3.3.输出线圈（赋值指令）输出线圈（赋值指令）输出线圈与继电器控制电路中的线圈一样，如果有电流（信输出线圈与继电器控制电路中的线圈一样，如果有电流（信号流）流过线圈（号流）流过线圈（RLO=RLO=“1 1”），则被驱动的操作数置），则被驱动的操作数置“1 1”；如果
21、没；如果没有电流流过线圈（有电流流过线圈（RLO=RLO=“0 0”），则被驱动的操作数复位（置），则被驱动的操作数复位（置“0 0”）。）。输出线圈只能出现在梯形图逻辑串的最右输出线圈只能出现在梯形图逻辑串的最右边。边。输出线圈等同于输出线圈等同于STLSTL程序中的赋值指令（用等于号程序中的赋值指令（用等于号“=”表表示），所使用的操作数可以是：示），所使用的操作数可以是：Q Q、M M、L L、D D。第33页，共51页。4.4.中间输出中间输出 在梯形图设计时，如果一个逻辑在梯形图设计时，如果一个逻辑串很长不便于编辑时，可以将逻辑串串很长不便于编辑时，可以将逻辑串分成几个段，前一段的逻
22、辑运算结果分成几个段，前一段的逻辑运算结果（RLORLO）可作为中间输出，存储在位）可作为中间输出，存储在位存储器（存储器（I I、Q Q、M M、L L或或D D）中，该存）中，该存储位可以当作一个触点出现在其他逻储位可以当作一个触点出现在其他逻辑串中。中间输出只能放在梯形图逻辑串中。中间输出只能放在梯形图逻辑串的中间，而不能出现在最左辑串的中间，而不能出现在最左端或最右端。端或最右端。与下面程序等效与下面程序等效第34页，共51页。3.2.2 3.2.2 基本逻辑指令基本逻辑指令 基本逻辑指令包括：基本逻辑指令包括：“与与”指令指令“或或”指令指令逻辑块的操作逻辑块的操作逻辑流取反逻辑流取
23、反置位和复位操作置位和复位操作RSRS和和SRSR触发器触发器延时导通定时器延时导通定时器延时保持导通定时器延时保持导通定时器第35页，共51页。1.1.逻辑逻辑“与与”指令指令 逻辑逻辑“与与”指令使用的操作数可以是：指令使用的操作数可以是：I I、Q Q、M M、L L、D D、T T、C C。有。有2 2种 指 令 形 式（种 指 令 形 式（S T LS T L和和FBDFBD），用），用L A DL A D也 可 以 实 现 逻 辑也 可 以 实 现 逻 辑“与与”运算。运算。第36页，共51页。2.2.逻辑逻辑 “或或”指令指令 逻辑逻辑 “或或”指令使用的操作数可以是：指令使用的
24、操作数可以是：I I、Q Q、M M、L L、D D、T T、C C。有有 2 2种 指 令 形 式（种 指 令 形 式（S T LS T L和和F B DF B D），用），用L A DL A D也 可 以 实 现 逻也 可 以 实 现 逻辑辑 “或或”运算。运算。第37页，共51页。3.3.逻辑块的操作逻辑块的操作 第38页，共51页。4.4.信号流取反指令信号流取反指令 信号流取反指令的作用就是对逻辑串的信号流取反指令的作用就是对逻辑串的RLORLO值进行取反。指令格值进行取反。指令格式及示例见表式及示例见表4-134-13。当输入位。当输入位I0.0I0.0和和I0.1I0.1同时动作
25、时，同时动作时，Q4.0Q4.0信号状态信号状态为为“0 0”；否 则，；否 则，Q 4.0Q 4.0信 号 状 态 为信 号 状 态 为“1 1”。第39页，共51页。5.5.置位和复位指令置位和复位指令 置位（置位（S S）和复位（）和复位（R R）指令根据）指令根据RLORLO的值来决定操作数的信号的值来决定操作数的信号状态是否改变，对于置位指令，一旦状态是否改变，对于置位指令，一旦RLORLO为为“1 1”，则操作数的状态置，则操作数的状态置“1 1”，即使，即使RLORLO又变为又变为“0 0”，输出仍保持为，输出仍保持为“1 1”；若；若RLORLO为为“0 0”，则操，则操作数的
26、信号状态保持不变。对于复位操作，一旦作数的信号状态保持不变。对于复位操作，一旦RLORLO为为“1 1”，则操作数，则操作数的状态置的状态置“0 0”，即使，即使RLORLO又变为又变为“0 0”，输出仍保持为，输出仍保持为“0 0”；若；若RLORLO为为“0 0”，则操作数的信号状态保持不变。这一特性又被称为静态的置位和，则操作数的信号状态保持不变。这一特性又被称为静态的置位和复位，相应地，赋值指复位，相应地，赋值指令被称为动态赋值。令被称为动态赋值。第40页，共51页。第41页，共51页。6 RS6 RS和和SRSR触发器触发器 lRSRS触发器触发器为为“置位优先置位优先”型触发器（当
27、型触发器（当R R和和S S驱动信号同驱动信号同时为时为“1 1”时，触发器最终为置位状态）；时，触发器最终为置位状态）；lSRSR触发器触发器为为“复位优先复位优先”型触发器（当型触发器（当R R和和S S驱动信号同时驱动信号同时为为“1 1”时，触发器最终为复位状态）。时，触发器最终为复位状态）。RSRS触发器和触发器和SRSR触发器的触发器的“位地址位地址”、置位（、置位（S S）、复（）、复（S S）及输出（及输出（Q Q）所使用的操作数可以是：）所使用的操作数可以是：I I、Q Q、M M、L L、D D。第42页，共51页。6.1.RS6.1.RS触发器触发器 第43页，共51页。
28、6.2.SR6.2.SR触发器触发器 第44页，共51页。6.3.RS6.3.RS触发器和触发器和SRSR触发器的工作时序触发器的工作时序示例梯形图程序示例梯形图程序工作时序工作时序 第45页，共51页。7.S_ODT7.S_ODT（接通延时（接通延时S5S5定时器）定时器）(1/3)(1/3)接通延时接通延时S5S5定时器定时器LADLAD及及FBDFBD指令指令 第46页，共51页。3.S_ODT3.S_ODT（接通延时（接通延时S5S5定时器）定时器）(2/3)(2/3)示例程序示例程序 工作波形工作波形 第47页，共51页。8.S_ODTS8.S_ODTS（保持型接通延时（保持型接通延
29、时S5S5定时器）定时器）(3/3)(3/3)示例程序示例程序 工作波形工作波形 第48页，共51页。3.3 学习软件，新建工程第49页，共51页。【例例5-6-25-6-2】搅拌控制系统程序设计搅拌控制系统程序设计使用模拟量。使用模拟量。第50页，共51页。上图所示为一上图所示为一搅拌控制系统搅拌控制系统，由一个模拟量液位传感器，由一个模拟量液位传感器-变送变送器来检测液位的高低，并进行液位显示。现要求对器来检测液位的高低，并进行液位显示。现要求对A A、B B两种液体原两种液体原料按等比例混合，请编写控制程序，控制要求如下：料按等比例混合，请编写控制程序，控制要求如下：按起动按钮后系统自动运行，首先打开进料泵按起动按钮后系统自动运行，首先打开进料泵1 1，开始加入液料，开始加入液料AA当液位达到当液位达到50%50%后，则关闭进料泵后，则关闭进料泵1 1，打开进料泵，打开进料泵2 2，开始加入液料，开始加入液料BB当液位达到当液位达到100%100%后，则关闭进料泵后，则关闭进料泵2 2，起动搅拌器，起动搅拌器搅拌搅拌10s10s后，后，关闭搅拌器，开启放料泵关闭搅拌器，开启放料泵当液料放空后，延时当液料放空后，延时5s5s后关闭放料泵。按停后关闭放料泵。按停止按钮，系统应立即停止运行。止按钮，系统应立即停止运行。第51页，共51页。
