西门子官方讲解的plc小案例

非常感谢各位知友对西门子plc产品的推荐，我们有幸邀请到西门子的plc产品的专家，为大家详细讲解西门子plc的学习。

以下是原文：

学习西门子plc没有想象中那么难，一句话可以总结为：对初学者来说，600多块的sr20就足够用了，组态软件免费，西门子guanfangwangzhan还有免费的视频教程。

详细展开讲，就涉及到plc的硬件组成、编程软件、系统指令和程序结构等复杂的内容。

接下来，我将从plc的选型、plc入门及plc拓展模块和进阶等方面，介绍plc的学习要点。

一、 选型及成本

推荐：sr20

推荐理由：这要从西门子plc的产品家族开始说起。

西门子做plc已经有40多年了，目前新的产品家族为simatic s7。

西门子针对不同的市场需求推出了不同的产品系列，如高端的s7-1500系列，中端的s7-1200系列，低端的s7-200smart（以下简称smart）系列。

对初学者来说，从smart系列入门是合适的。

smart是西门子针对中国市场研发的新一代plc，被广泛应用在包装、纺织、机床、食品、地铁等众多领域。

它能够有效地提升设备性能和降低成本，性价比非常高，也非常可靠。

smart主要分为st和sr两大系列，这两个系列都能在电商平台上购买到。sr系列st系列主要的不同是：

st系列可以接收/输出高速脉冲信号，所以st系列可以应用在运动控制，常见的包装产线，目前热门的机械手臂等领域。

大家在学习阶段一般是应用不到这些功能的。

而且st和sr在编程和使用上是没有区别的，它们之间相互通信也非常容易实现。

在sr系列里，对于初学者，我重点推荐sr20。

理由1：，在各大电商平台的西门子经销商处都能买到，价格只要600多块

理由2：组态软件免费，学习和迁移成本低

smart系列的组态软件（即通俗意义上的上位机）是step 7-micro/winsmart（简称micro/win），在官网上可以免费下载免费使用。

micro/win的设计理念和前面提到的，另外两个高阶plc系列，s7-1200和s7-1500的组态软件tiaportal是一脉相承的，也支持和s7-1200，s7-1500之间相互通信。

如若以后需要学习西门子的中高端plc产品系列，学习和迁移的成本是非常低的。

sr20 plc的真面目

接下来，带大家看看sr20 plc的外观。

蓝色的线是micro/win和plc通信的网线。

上面一排端子是信号输入端子和供电端子。

下面一排段子是输出端子和给扩展模块的供电端子。

左下方是rs485接口。

左右两面还有一些标识信息，如订货号、fs号等。

总结一下，学习plc的成本 ：

购买sr20：600多元。

组态软件免费。

sr2可以直接使用220v电源供电，也可以使用24v电源。

我曾经用一个sr20加一些外部设备，打造了一个全自动化的小型灌溉系统，总成本不超过1000元。

感兴趣的知友可以在后文，看到简单的设计方案和接线方式。

二、 plc入门

plc是一个集成度非常高的系统，在实际工作中，可能只有部分功能被用到，但在学习时，需要全面了解下plc的功能。

smart plc就是一个非常好的入门系列，刚才我们提到了，smart plc的操作工具是micro/win。

所以学习smart plc就是学习micro/win。

我们内部也会交流smart plc的学习体会，大家普遍的感受是，smart系列的学习成本非常低。

我们在设计smartplc的功能时，会把易用性作为首要考虑的因素，即使没有编程经验，也能在短时间熟悉使用plc产品的绝大部分功能。

，好上手，可靠，这就是smart系列在中国如此成功的原因之一。

关于plc究竟要学些什么内容，市面上有很多关于smart plc的书籍，在此不作赘述。

而关于micro/win 的操作方法教程，西门子官网也有入门操作的视频课程，全部都是免费的。

作为西门子plc产品的研发人员，长期接触plc，有几个高效学习的小技巧分享给大家。这些小技巧很容易被忽视，大多数工作几年的plc研发人员可能也不知道，但这些技巧对于初学者又非常重要。

1、设置pg/pc接口

在初次安装micro/win时，需要设置pg/pc接口。sr20集成了标准以太网口，可以使用pc物理网卡和plc直接通信，所以无需购买昂贵且传输速率不高的ppi线。

pg/pc接口是什么呢？

很多刚接触西门子plc的同学会有这样的疑惑，pg/pc其实指的是电脑。

接下来在access point of theapplication这里选择mwsmart，意为我们需要给micro/win连接plc设置一个网络接口，在列表中选择有线以太网口。

2、连接设置plc

在连接cpu的时候，先选择通信接口，这里选择物理网卡，跟上面设置pg/pc作用是一样的。点击”查找cpu”，sr20就会响应指令然后将识别信息发送给micro/win。

选中sr20点击确定后，micro/win和plc建联成功。然后通过”编辑”可以给plc设置身份信息，通过”闪烁”指示灯可以让plc的led灯交替闪烁。

3、查看、设置更多信息

连接上plc后，就可以开始操作plc了。

很多人都不知道时间设置在哪里，在“plc”菜单栏”中选择”设置时钟”就可以设置时间了。

设置时钟的操作一般只需要在初次连接plc的时候进行，plc内部有独立的时钟，可以断电保持7天。plc在运行中也会实时纠正时钟误差，即使连续运行几年，误差都不会超过2秒钟。在小型plc中这是一个非常高的精度。

在自动化系统中，我们需要经常操作的一个步骤是，检查系统当前是否正常运行，性能状况如何，是否有警报信息。这些都在plc菜单下的plc功能块里面。

在plc的调试和运行过程中，我们会经常打开这个界面，检查plc的运行情况。

4、调试模拟plc

调试和模拟功能是micro/win非常重要的功能，这个功能非常实用并且操作简单，它可以方便地模拟实际运行过程中无法生成的参数，让操作者能够提前发现程序和配置中的问题，和生成优的参数，能够有效地降低系统的风险。

但往往一些经验丰富的工程师，都不知道或者不会使用这个功能，所以在这里详细地讲述一下。

下面是一个简单的起保停电路的梯形图，通过左边项目树中的”指令”目录可以添加这些指令。

然后，我们把这段程序下载到plc中去执行下，会发现一些有趣的事情。

下载时，如果还没跟plc建立连接，micro/win会弹出通信对话框提示先连接plc。

下载完成后，点击”run”按钮，通知plc开始执行程序。

通过下载对话框可以访问在线帮助手册，它包含了所有plc编程相关的信息，比市场上所有的相关书籍都更重要，即使是已经操作熟练的plc专家也需要经常查阅在线帮助手册。

按f1也可以打开这个文档，还可以把这个文档从micro/win的安装目录。中拷贝出来，方便随时翻阅学习。

默认在c:\program files(x86)\siemens\step 7-microwinsmart\help\s7microwinsmart_804.chm

下载完成后，可以将cpu设置为run模式，micro/win还提供了很强大的调试和观察程序运行的功能，请点击“程序运行”按钮。

蓝色表示能流流通，灰色表示能流未导通。从图上看到，由于i0.0对应的输入端子没有检测到高电平，因此i0.0这个输入印象区的值为0，触点打开，能流就不能流到后面去了，m0.0也没有接通，处于打开状态。

没有给i0.0对应的输入端子接电信号，又想调试怎么办呢？

micro/win有一个利器，状态图表。

我们写入i0.0然后点击监控按钮，可以看到i0.0的值为0，给它输入一个值1，然后点监控旁边”强制”按钮，再试试看。

可以看到，i0.0被强制为1。plc不再从输入端子检测电信号，而是读取给它写入的值作为i0.0的值。可以对能访问到的所有内存区执行强制操作，这对调试非常有用。

下面是强制后的程序状态：

m0.0闭合了，取消i0.0的强制再观察，会看到m0.0还是闭合状态，这就是起保停电路的作用。

需要说明一点，当用户处于监控状态时，是无法操作系统块，向导等等功能的。如果点击了某个按钮但是micro/win没反应，这多半都是因为当前处于监控状态。

如下图，再添加两个指令，然后再将它下载到plc。

然后监控程序运行状态。

当再次将i0.0强制的时候q0.0立即变为1，同时能听到继电器q0.0闭合的声音。如果将负载，比如电机、灯泡等设备连接到plc，那么设备立即会运转起来。

这里再讲一下如何接线。

步，将24v电源的正极和sr20的输出端子中的1l连接。

第二步，将负载（如电机）的输入正极和输出端子如q0.0连接。

第三步，将24v电源的负极和负载输入的负极连接。

如果有多个负载，那么就从端子接线。每一个输出端子可以承载大2a电流，因此切记不要超负荷运行。

另一方面，q点总共有8个，分成两组，，都需要通过1l这个输入端子接到24v开关电源上。如果还需要接更多的负载，那么就需要给2l这个输入端子供电，通过和负载连接了。

好了，关键内容就透露到这里，更多的入门课程请前往网址进行视频学习，讲解全面透彻，而且免费。

三、拓展模块和进阶学习

1、拓展模块

smart之所以，是因为它仅仅集成了核心的功能，对于个性化的自动化项目/产品功能，是用扩展模块的方式来实现的，这样客户就不用为不需要的功能买单了。

smart的扩展模块目录在在线帮助文档里可以查看到。

扩展模块的安装也非常简单，plc右侧的长方形塑料片是可以抠下来的，后面就是插模块的位置。

插好模块后，在“系统块”的em行中选择刚才插入的扩展模块就完成组态了。

我个人用的多的模块是ar02，我上面提到的全自动化农业灌溉系统，就是用ar02扩展模块实现的。

2、致用所学

ar02拓展模块是专门为检测温度打造的，价格大约在200元多一点（价格有可能上下浮动）。也无需再购买额外的供电电源，plc右下方24vdc字样下方的两个端子l+和m可以给它供电。

我又增加了一个大约30元的温度传感器pt100，接到ar02上面的输入端子中。接线完成后通过aiw16读取实时温度，在程序中根据温度做不同的处理。

这样，一个全自动化农业灌溉系统就做好了。

这个全自动化农业灌溉系统简化版本的设计方案如下:

简化版本用到的硬件设备：

pt100一个，用来采集实时温度

ar02扩展模块一个，接收并处理温度传感器的数据

sr20一个，控制器，处理用户程序

24v2a水泵一个

水管和喷头，根据实际需要购买

pvc塑料水管，用于固定水管和喷头（这个不是必须的）

24v5a电源一个，给控制器和水泵供电

其他如电线，固定plc的支架等，根据需要选购

接线图：

在第二部分已经讲过详细接线方式，简化版本的示意图如下：

程序

refresh_schedule，smartlib为生成浇灌计划的库，密码为tic_new_hope_v 1 3

magic_lanterns.smartlib为”魔幻彩灯”的库（可以不用），用来点亮彩灯的程序，按照设计，每天早上6:45-7:00，晚上6:50-7:50彩灯点亮，特殊的节日如情人节、圣诞节，彩灯都会点亮，密码为tic_new_hope_v_1_3，

将这两个库复制到c:\users\public\documents\siemens\step7-microwinsmart\lib目录以便调用

tic-r-1-5-7-h.smart是主程序，会调用上面那两个库执行浇灌以及点亮彩灯任务，如果不需要彩灯，删除程序后一段调用magic_lanterns的代码即可

程序：上手plc对话框中，回复【smart案例】

这些设计和程序由我开发编写，各位知友可以任意使用并且修改。上面这个设计是简单版本，再提供一些思路供拓展训练：

拓展1：不同的植物对水的需求往往不一致，可通过增加水泵和修改程序来对更多的植物浇灌。

拓展2：连接制热设备(如暖气炉)而不是水泵，根据空气温度自动调节室内温度。

拓展3：plc可以通过ouc跟任何支持网络(标准tcp/ip)的设备进行通信，如跟pc通信，可以在pc端执行机器学习或神经网络程序（例如人脸识别），将需要执行的动作发送至plc。

再回到题主的问题，如果想更好的学习plc，那么一个办法就是，致用所学，大家在学习过程中也不妨试一试。

此全自动化农业灌溉系统仅供抛砖引玉。plc能够支持非常复杂的功能，如运动控制，高速计数器，profinet等，这些功能都在micro/win左侧项目树下的“向导”目录中。

当熟悉了micro/win向导下的功能后，甚至可以用sr20打造一个自动化产线。

后总结：

1、推荐选择sr20作为入门plc的产品，成本低，易用性强，软件免费，拓展性强。

2、学习plc，用免费的micro/win软件就可以，线上有帮助手册，官网有免费教程，上文

也介绍了常规教程中不常见的操作