新手如何学好PLC编程

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，目前最新的产品家族为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S7-200 SMART（以下简称SMART）系列。
对初学者来说，从SMART系列入门是最合适的。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系列最主要的不同是，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：性价比高，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/WIN SMART（简称Micro/WIN），在官网上可以免费下载免费使用的。
Micro/WIN的设计理念和前面提到的另外两个高阶PSC系列，S7-1200和S7-1500的组态软件TIA Portal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。

工位旁的机架上的PLC（拆掉了正面面板，不影响使用）

① 蓝色的线是Micro/WIN和PLC通信的网线

② 上面一排端子是信号输入端子和供电端子

③ 下面一排段子是输出端子和给扩展模块的供电端子

④ 左下方是RS485接口

⑤ 左右两面还有一些标识信息，如订货号、FS号等

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SMART PLC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。
性价比高，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，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。
● 设置PG/PC接口在初次安装Micro/WIN时，需要设置PG/PC接口。SR/20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，说到这里，还有个PLC“被迫改名”的小故事。上世纪70年代，PLC还不叫PLC，叫PC，原文为“programmable controller”意为“可编程控制器”；但后来居上的个人电脑   （Personal Computer）也被简称为PC，两者容易混淆，于是可编程控制器只好“被迫”改名，在“programmable controller”加入了”Logic”这个单词，成为“Programmable logic controller”，简称PLC。而PG原文为”Programmer”， 汉语意思为”编程器”，其实指的就是电脑。接下来在Access Point of the Application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。
● 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。

三、拓展模块和进阶学习

拓展模块SMART之所以性价比高，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。
我个人用的最多的模块是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。
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:1. 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

2. 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：

3. 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\STEP 7-MicroWIN SMART\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，删除程序最后一段调用magic_lanterns的代码即可。

此外，我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。