非常感謝各位知友對西門子PLC產品的推薦，今天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。以下是分享原文：
學習西門子PLC沒有想象中那麽難，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，西門子官方網站還有免費的影片教程。
如若詳細展開，就涉及到PLC的硬件組成、編程軟件、系統指令和程式結構等復雜的內容。接下來，我將從PLC的選型、PLC入門及PLC拓展模組和進階等方面介紹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，目前最新的產品家族為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系列入門是最合適的。
SMART是西門子針對中國市場研發的新一代PLC，被廣泛套用在包裝、紡織、機床、食品、地鐵等眾多領域。它能夠有效地提升器材效能和降低成本，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台上購買到。SR系列ST系列最主要的不同是，ST系列可以接收/輸出高速脈沖訊號。所以ST系列可以套用在運動控制，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套用不到這些功能的。而且ST和SR在編程和使用上是沒有區別的，它們之間相互通訊也非常容易實作。
在SR系列裏，對於初學者，我重點推薦SR20。
理由1：性價比高，在各大電商平台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的，下載地址為:
Micro/WIN的設計理念和前面提到的另外兩個高階PSC系列，S7-1200和S7-1500的組態軟件TIA Portal是一脈相承的，也支持和S7-1200 ，S7-1500之間相互通訊。如若以後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 ：
- 購買SR20：600多元
- 組態軟件免費
- SR2可以直接使用220V電源供電，也可以使用24V電源。從安全性的角度考慮，建議使用24V電源
我曾經用一個SR20加一些外部器材，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後文看到簡單的設計方案和接線方式。
二、 PLC入門
PLC是一個整合度非常高的系統，在實際工作中，可能只有部份功能被用到，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產品的絕大部份功能。
性價比高，好上手，可靠，這就是SMART系列在中國如此成功的原因之一。
關於PLC究竟要學些什麽內容，市面上有很多關於SMART PLC的書籍，在此不作贅述。而關於Micro/WIN 的操作方法教程，以下網址中也有入門操作的影片課程，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，但這些技巧對於初學者又非常重要。
在初次安裝Micro/WIN時，需要設定PG/PC介面。SR/20整合了標準乙太網路口，可以使用PC物理網卡和PLC直接通訊，所以無需購買昂貴且傳輸速率不高的PPI線。
PG/PC介面是什麽呢？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，說到這裏，還有個PLC「被迫改名」的小故事。
上世紀70年代，PLC還不叫PLC，叫PC，原文為「programmable controller」意為「可編程控制器」；但後來居上的個人電腦（Personal Computer）也被簡稱為PC，兩者容易混淆，於是可編程控制器只好「被迫」改名，在「programmable controller」加入了」Logic」這個單詞，成為「Programmable logic controller」，簡稱PLC。而PG原文為」Programmer」， 漢語意思為」編程器」，其實指的就是電腦。
接下來在Access Point of the Application這裏選擇MWSMART，意為我們需要給Micro/WIN連線PLC設定一個網絡介面，在列表中選擇有線乙太網路口。
在連線CPU的時候，先選擇通訊介面，這裏選擇物理網卡，跟上面設定PG/PC作用是一樣的。點選」尋找CPU」，SR20就會響應指令然後將辨識資訊發送給Micro/WIN。
選中SR20點選確定後，Micro/WIN和PLC建聯成功。然後透過」編輯」可以給PLC設定身份資訊，透過」閃爍」指示燈可以讓PLC的LED燈交替閃爍。
這裏需要說一下，對SMART來說，」CPU」和」PLC」是同一個東西，不必疑惑。
連線上PLC後，就可以開始操作PLC了。
很多人都不知道時間設定在哪裏，在「PLC」選單欄」中選擇」設定時鐘」就可以設定時間了。
設定時鐘的操作一般只需要在初次連線PLC的時候進行，PLC內部有獨立的時鐘，可以斷電保持7天。PLC在執行中也會即時糾正時鐘誤差，即使連續執行幾年，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執行，效能狀況如何，是否有警報資訊。這些都在「PLC」選單下的「PLC」功能塊裏面。
在PLC的偵錯和執行過程中，我們會經常開啟這個界面，檢查PLC的執行情況。
偵錯和模擬功能是Micro/WIN非常重要的功能，這個功能非常實用並且操作簡單，它可以方便地模擬實際執行過程中無法生成的參數，讓操作者能夠提前發現程式和配置中的問題，和生成最優的參數，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，所以在這裏詳細地講述一下。
下面是一個簡單的起保停電路的梯形圖，透過左邊專案樹中的」指令」目錄可以添加這些指令。
然後，我們把這段程式下載到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建立連線，Micro/WIN會彈出通訊對話方塊提示先連線PLC。
下載完成後，點選」RUN」按鈕，通知PLC開始執行程式。
透過下載對話方塊可以存取線上幫助手冊，它包含了所有PLC編程相關的資訊，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線上幫助手冊。
按F1也可以開啟這個文件，還可以把這個文件從Micro/WIN的安裝目錄（預設在C:\Program Files (x86)\Siemens\STEP 7-MicroWIN SMART\Help\S7MicroWinSmart_804.chm））中拷貝出來，方便隨時翻閱學習。
下載完成後，可以將CPU設定為RUN模式，Micro/WIN還提供了很強大的偵錯和觀察程式執行的功能，請點選「程式執行」按鈕。
藍色表示能流流通，灰色表示能流未導通。從圖上看到，由於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，觸點開啟，能流就不能流到後面去了，M0.0也沒有接通，處於開啟狀態。
沒有給I0.0對應的輸入端子接電訊號，又想偵錯怎麽辦呢？Micro/WIN有一個利器，」狀態圖表」。
我們寫入I0.0然後點選監控按鈕，可以看到I0.0的值為0，給它輸入一個值1，然後點監控旁邊」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訊號，而是讀取給它寫入的值作為I0.0的值。可以對能存取到的所有記憶體區執行強制操作，這對偵錯非常有用。
下面是強制後的程式狀態：
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，當使用者處於監控狀態時，是無法作業系統塊，精靈等等功能的。如果點選了某個按鈕但是Micro/WIN沒反應，這多半都是因為當前處於監控狀態。
如下圖，再添加兩個指令，然後再將它下載到PLC。
然後監控程式執行狀態。
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、燈泡等器材連線到PLC，那麽器材立即會運轉起來。
這裏再講一下如何接線。
第一步，將24V電源的正極和SR20的輸出端子中的1L連線
第二步，將負載（如電機）的輸入正極和輸出端子如Q0.0連線
第三步，將24v電源的負極和負載輸入的負極連線
如果有多個負載，那麽就從Q0.1-Q0.7端子接線。每一個輸出端子可以承載最大2A電流，因此切記不要超負荷執行。
另一方面，Q點總共有8個，分成兩組，Q0.0-Q0.3，都需要透過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，那麽就需要給2L這個輸入端子供電，透過Q0.4-Q0.7和負載連線了。
好了，關鍵內容就透露到這裏，更多的入門課程請前往網址進行影片學習，講解全面透徹，而且免費。
三、拓展模組和進階學習
拓展模組
SMART之所以性價比高，是因為它僅僅整合了核心的功能，對於個人化的自動化專案/產品功能，是用擴充套件模組的方式來實作的，這樣客戶就不用為不需要的功能買單了。
SMART的擴充套件模組目錄在線上幫助文件裏可以檢視到。
擴充套件模組的安裝也非常簡單，PLC右側的長方形塑膠片是可以摳下來的，後面就是插模組的位置。插好模組後，在「系統塊」的EM行中選擇剛才插入的擴充套件模組就完成組態了。
我個人用的最多的模組是AR02，我上面提到的全自動化農業灌溉系統就是用AR02擴充套件模組實作的。
致用所學
AR02拓展模組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。接線完成後透過AIW16讀取即時溫度，在程式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器材：
2. 接線圖：在第二部份已經講過詳細接線方式，簡化版本的示意圖如下：
3. 程式：
附上程式:
這些設計和程式由我開發編寫，各位知友可以任意使用並且修改。上面這個設計是最簡單版本，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，可透過增加水泵和修改程式來對更多的植物澆灌
拓展2： 連線制熱器材(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可以透過OUC跟任何支持網絡(標準TCP/IP)的器材進行通訊，如跟PC通訊，可以在PC端執行機器學習或神經網絡程式（例如人臉辨識），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，那麽一個辦法就是，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左側專案樹下的「精靈」目錄中。
當熟悉了Micro/WIN精靈下的功能後，甚至可以用SR20打造一個自動化產線。
最後總結：
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（http://www. ad.siemens.com.cn/servi ce/elearning/series/145.html ）有免費教程，上文也介紹了常規教程中不常見的操作
3．有問題可以在西門子官網（從影片教程網頁導航至官方論壇）上提問，西門子專家團隊會定期回答
本文由西門子工程師撰文回答，希望對題主和關註這個話題的知友們提供幫助
西門子工業自動化產品（成都）有限公司
嵌入式軟件工程師 肖年俊
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