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西门子PLC编程及应用
《西门子PLC编程及应用》介绍了西门子S7-200PLC的硬件特性、编程元件、基本指令及功能指令，STEP7-Micro/WIN编程软件的安装、功能以及程序的调试运行，S7-200PLC的通信网络、PID闭环控制、PLC的工程应用等内容；重点阐述了控制程序梯形图的设计方法，使读者较快地掌握一套系统的编程方法。书中还介绍了应用控制系统设计规则、安装和维护，提供了S7-200PLC的工程应用案例，为学生将来从事自动化技术、工作打下良好的基础。书中各章配有习题。

《西门子PLC编程及应用》系统性、实用性强，内容深入浅出、简明易懂，可作为高等院校电类和机电一体化专业的教材，也可供工程技术人员自学使用，对S7-200PLC的用户也有参考作用。
较常用的西门子PLC硬件详解


我们先来看看西门子：S7-1200在西门子PLC产品线中的定位。S7-1200处于中端定位，使用大多数应用环境，也拥有不错的性价比，这也是应用广泛的重要原因。
1、S7-1200的硬件构成

a、CPU模块介绍

b、CPU模块技术参数

c、CPU的共性：

集成的24V传感器/负载电源可供传感器和编码器使用，也可以用做输入回路的电源。
集成的2点模拟量输入(0~10V)，输入电阻100kW，10位分辨率。
2点脉冲列输出(PTO)或脉宽调制(PWM)输出，较高频率为100kHz。
有16个参数自整定的PID控制器。
4个时间延迟与循环中断，分辨率为1ms。
可以扩展3块通信模块和一块信号板，CPU可以用信号板扩展一路模拟量输出或高速数字量输入/输出。
d、CPU的3种版本：
CPU1214C外部接线图

CPU1214CAC/DC/Relay的外部接线图

CPU1214CDC/DC/DC的外部接线图

CPU1214CDC/DC/Relay的外部接线图

e、信号板SB(**board)
通过信号板可以给CPU增加I/O。SB连接在CPU的前端。
具有4个数字量I/O（2xDC输入和2xDC输出）的SB
具有1路模拟量输出的SB
信号板接线图

信号板SB1221接线图

信号板SB1222接线图

信号板SB1223接线图

信号板SB12321x模拟量输出接线图

f、信号模块SM(**module)
可以使用信号模块给CPU增加附加功能。信号模块连接在CPU右侧。
1、数字量I/O

可以选用8点、16点和32点的数字量输入/输出模块，来满足不同的控制需要。
2、模拟量I/O
在工业控制中，某些输入量(温度、压力、流量、转速等)是模拟量，某些执行机构(例如电动调节阀和变频器等)要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量。
模拟量I/O模块的任务就是实现A/D和D/A。
模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流，例如4~20mA，1~5V，0~10V，PLC用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制补码来表示。
模拟量输出模块的D/A转换器将PLC中的数字量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。

西门子PLC是怎么控制伺服电机的？
在回答这个问题之前，首先要清楚的用途，相对于普通的电机来说，伺服电机主要用于精确定位，因此大家通常所说的控制伺服，其实就是对伺服电机的。其实，伺服电机还用另外两种工作模式，那就是速度控制和转矩控制，不过应用比较少而已。
速度控制一般都是有变频器实现，用伺服电机做速度控制，一般是用于快速加减速或是速度精准控制的场合，因为相对于变频器，伺服电机可以在几毫米内达到几千转，由于伺服都是闭环的，速度非常稳定。转矩控制主要是控制伺服电机的输出转矩，同样是因为伺服电机的响应快。应用以上两种控制，可以把伺服驱动器当成变频器，一般都是用模拟量控制。
伺服电机较主要的应用还是定位控制，位置控制有两个物理量需要控制，那就是速度和位置，确切的说，就是控制伺服电机以多快的速度到达什么地方，并准确的停下。
伺服驱动器通过接收的脉冲频率和数量来控制伺服电机运行的距离和速度。比如，我们约定伺服电机每10000个脉冲转一圈。如果PLC在一分钟内发送10000个脉冲，那么伺服电机就以1r/min的速度走完一圈，如果在一秒钟内发送10000个脉冲，那么伺服电机就以60r/min的速度走完一圈。
所以，PLC是通过控制发送的脉冲来控制伺服电机的，用物理方式发送脉冲，也就是使用PLC的晶体管输出是较常用的方式，一般是低端PLC采用这种方式。而中高端PLC是通过通讯的方式把脉冲的个数和频率传递给伺服驱动器，比如Profibus-DPCANopen,MECHATROLINK-II,EtherCAT等等。这两种方式只是实现的渠道不一样，实质是一样的，对我们编程来说，也是一样的。这也就是我想跟大家说的，要学习原理，触类旁通，而不是为了学习而学习。
对于程序编写，这个差别很大，日系PLC是采用指令的方式，而欧系PLC是采用功能块的形式。但实质是一样的，比如要控制伺服走一个**定位，我们就需要控制PLC的输出通道，脉冲数，脉冲频率，加减速时间，以及需要知道伺服驱动器什么时候定位完成，是否碰到限位等等。无论哪种PLC，无非就是对这几个物理量的控制和运动参数的读取，只是不同PLC实现方法不一样。
设备定期清扫
（1） 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生；
（2） 每三个月更换电源机架下方过滤网。

检修工艺及技术要求
（1） 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的**表测量
（2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；
（3） 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；
（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块RAM内容将丢失；
（5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（**时）灯亮；
（6） 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；
（7） 更换元件不得带电操作；
（8） 检修后模板安装一定要安插到位。

西门子PLC的选型方法总结
在设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体。

在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。
熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
一、输入输出（I/O）点数的估算

I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。
二、存储器容量的估算

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。
PLC存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。