天天喊着PLC难学,不如看看别人如何是学习PLC的
本文来自知乎,对『如何学习可编程逻辑控制器(PLC)?』问题的回答,我节选了其中回答比较精彩的几篇,分享给大家。
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一千个人就有一千个学习方法,别人的方法或许不适合自己,但是绝对值得我们借鉴。
来源:知乎
作者:@乙影
作为一个工业自动化攻城狮,说一下自己学习的历程吧。
大学是学机械设计的,所以对于PLC应该算是从门外汉学起的。
感觉还是很好学的,不废话了,讲正题。
以下所述是针对于西门子S7-300、S7-400系列PLC,与S7-200系列PLC有所区别。
有人说从300学起是不是有点难,就像我在评论中所说。
如果S7-200相当于一辆奇瑞QQ,S7-300就是一辆大众passat,练车用QQ还是passat并没有多大区别。区别在于基于软件不需要硬件学习的基础上,学习S7-200和S7-300的成本是一样的,选一个功能更强大的没什么不好.
1、门外汉阶段
此阶段建议看一些基础的东西,如什么是PLC、基本原理是什么、可以应用在哪些地方。
反正就是对PLC有个整体的了解。我的总结PLC就相当于人的大脑,各种检测原件 (输入信号)就好比人的眼睛、耳朵、鼻子。
执行原件 (输出信号)就是手脚,PLC通过收集信号,然后通过逻辑运算(大脑思考判断),指挥执行原件动作。
2、初级入门
PLC种类很多,首先你需要一台电脑、配置一般就行,市面上主流配置就可以了,CPU(指实物PLC)就不用了。
其次,安装编程软件Step7,版本建议5.4以上。安装方法可以百度一下,安装模拟软件PLCSIM。
软件安装完以后,就可以开始入门之旅了。(建议软件装在虚拟机中,与正常使用的系统分开,一是因为软件启动会有很多服务,影响电脑性能。二是编程软件容易被杀毒及其他软件破坏,导致无法使用,重装软件又太过麻烦)。
上图是工作的时候买的一本书,现在看来选的还是挺对的,书里讲的东西都简单易懂。
开始入门当然就是梯形图了(在此插一句,之前看到某位答主说梯形图落后,企业已经不用了。我表示反对,就像评论所说,语言无优劣、编程有技巧 。本人在冶金行业央企工作,上亿的项目都会用到梯形图,大家不要认为简单就无用)。
先编写简单的小程序,比如红绿灯、运输带、小车之类的,都是只有几行的程序。
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这时候用到的都是开关量,也就是0和1的逻辑。
学会用PLCSIM做模拟,会了模拟,什么是输入、什么是输出、什么是中间变量、就都理解了。
下图是一个控制电机正反转的小程序、两行就可以实现、用模拟器把它仿真转起来,就是这个样子了。
点击模拟器中的小方块就可以模拟输入信号,对应的输出信号也会自动出现小对号。
学习数据的处理,包括数据的传输、转换、其中涉及到数据类型等基础知识。
如果是工科学生,学过C语言应该很容易,数据处理中需要用到很多基础功能块,像加减乘除这些块一看就知道啥功能。
看不懂的块,按F1看帮助,帮助写的可能很复杂,多看几遍就明白了。
看完最好自己做笔记,记成自己容易理解的(各种复杂的块,长篇的英文帮助,这个阶段是最容易让人失去学习兴趣和动力的,一定要坚持住)。
数据处理也可以用模拟器模拟,很直观。
前面说的都是零件,学得差不多就可以开始拼积木了——功能和功能块。
块类似于子程序,使我们的程序结构化,简化程序组织,便于修改、查错、调试。
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简单举个例子:
你有一千个灯泡要控制,他们的控制逻辑相同,虽说每个控制程序只需要短短几行,但每个都写这么几行那就是几千行,非累吐血不可。
这时候块的用武之地就来了,根据控制逻辑编写一个灯泡的控制程序,只把I/O作为接口做成功能块,然后对于每个灯泡调用这个功能块就好了。
也就是说把零件拼成了部件,有需要就直接用部件。
如果单体控制程序特别复杂,有多大好处你懂得。
软件中有自带的系统功能和功能块,学习这些块还是要找F1帮忙,自己做好笔记。
其实到了这个阶段,那些系统功能块还没都看明白,我就手痒开始自己堆积木了。在堆积木的过程中,边用边学,进步会很快。
3、入门阶段
此阶段就需要学会编辑人机界面了,人机界面可以显示设备运行状态,也可以对设备进行控制。
画面种类也很多,就说西门子自家的WinCC吧。
安装完编辑界面就是这个样子。怎么用就自己网上找资料吧,不是一句两句能说明白的。我的意思不是说软件复杂,是杂!
下图是做过的一个小项目,只有一些泵和阀,控制逻辑都很简单。
在画面中可以显示压力,流量之类的信息,也可以对设备操作控制。
学会做这样的一个画面需要多长时间?
一周就够了,没错,就是一周!
这画面看起来貌似挺复杂的,其实就是简单的连了程序中的变量,没有控件,没有脚本。
画面一样可以利用模拟器和虚拟的CPU建立连接,在你能够在模拟环境中,将画面和程序模拟运行起来,你就算入门成功了!
入门成功相当于什么水平?大学毕业的水平吧。
可以找工作了!
什么样的工作?
电气维护!比如水站、液压站之类以控制泵阀为主的区域。
当然你去了以后是要学习硬件的,逐步迈向中级阶段。
4、做项目阶段
再简单说下做项目的基本步骤,做项目一般要有机械设备厂家出控制说明书,就是设备的动作原理。
有的设备会自带执行元件(电动机,阀门等)及检测元件(接近开关,仪器仪表等),纯机械设备就需要电气专业的来选型。
基本有以下几步:
第一,根据I/O数量及控制的复杂程度选CPU模块,I/O模块,供电及通讯模块,变频器等。
第二,选电缆,继电器,开关等。
第三,选控制机柜,一般都是选标准柜子。
第四,绘制接线图,供电图及原理图等。
第五,装配控制机柜和编写程序同时进行。
第六,控制柜校线,上电,测试程序。
第七,机柜进现场接外线,供电。
第八,现场调试程序。
第九,运行测试。
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经验|听前辈聊PLC编程
一千个人就有一千个学习方法,别人的方法或许不适合自己,但是绝对值得我们借鉴。
来源:知乎
作者:Patrick Zhang
PLC并不难学, PLC编程语言符合IEC 61131标准。其中比较主流的语言是模块化的编程语言,也即IEC 61131-3语言。
由于所有的PLC生产厂家都必须遵循IEC 61131标准,因此深入学习某一款PLC后,其它的PLC大体上是类似的。
1、模块化编程方式
学校PLC课本上讲解时一般都用梯形图。这是很落后的一种编程方式。走上工作岗位后,务必改用模块化编程方式。之所以要摒弃梯形图的编程方法,是因为梯形图有很多局限。
举一个最简单的例子:当三个开关量在梯形图上构成三角形时,这个梯形图是无法执行的,必须用三角-星转换为星形结构才行。
这种问题在模块化编程语言中根本就不会出现。由于梯形图的局限性,纯梯形图程序中也开始配套模块图了。
现在梯形图应该还是主流的PLC编程语言,模块化编程虽然是趋势可学习时从梯形图入门仍然是比较推荐的方法。
下图是我为北京地铁的双路电源自动投退系统编写的程序局部:
此程序用模块化的编程语言IEC 61131-3写成。可见模块化的PLC程序有点类似集成电路的形式,甚至连PID测控都有相应的模块。
我们再来看看同一个程序的通信管理部分:
这里有通信接口初始化程序,有MODBUS-RTU的主站定义程序,有MODBUS-RTU的从站数据采集和交换的循环程序。
可见,模块化的PLC编程语言与梯形图编程语言有天壤之别。由于PLC编程语言都支持软件层面的程序调试,所以仿真没有太大的问题。
2、 怎么学习PLC
除了要有编程环境外,就需要有工程范例。
其实工程范例很容易获得,我们可以找一本描述电动机控制的书籍,把其中控制电动机的方式,当然是用继电器和接触器构成的,把这些控制方式编写成PLC控制方式。
几个范例编完,基本上就明白了。范例编完后,给自己增加难度。
例如设想有四台电机,分别作为中央空调的冷水机组、热水机组、冷却塔电机,再配上末端空调装置的风机,就构成了完整的中央空调系统。
中央空调采用热焓控制方式,并采用PID调节。试着用PLC作为中央控制系统,来编写一个程序。
这个范例完成后,最后再学习PLC的通信技术。
特别关注PLC模块化编程语言中的MODBUS-RTU模块,理解它的内容和要领。
然后编写一个数据采集和转发系统。数据来源为上一个例子中所有电动机的外围开关量、温度量、焓值、电流电压参量、电机运行状态等等。
把这些参量编写成通信协议,也即数据点表,然后发送给计算机上的ACCESS数据库。
利用ACCESS的VBA,编写若干控制界面,然后实现软件上的信息交换和控制。
这些都完成后,就可以毕业了。
从此可以胜任任何PLC的编程工作。
三、PLC的应用十分广泛
在工业环境下,PLC几乎无所不能。
为什么?
第一、 是PLC的高可靠性:因为它的程序是顺序执行的,因此不会进入死循环,几乎不会死机。
PLC不会死机,这一点十分重要。
我们原先采用工控机来作为测控和配电系统的通信管理机。
结果发现,工控机的硬盘在高温下会出现故障、工控机的电源一旦风机停转,电源很快就因为过热而停机(死机),造成通信阻断。
工控机通过各种卡件,来实现数据采集和控制功能,这些卡件故障率很高。
工控机实现硬件冗余很困难,而PLC的CPU硬件冗余十分便利。
在测控工程中将通信管理机换成PLC后,上述这些问题一劳永逸地完美解决。
第二、 是PLC具有很高的EMC(电磁兼容)水平,也即抗干扰能力。
所谓EMC指的是电器元件在运行时,抵御环境电磁干扰的能力,以及自身对环境产生电磁干扰的程度。
IEC和国家标准对电器元件和控制柜都提出了强制性EMC试验要求。
高档PLC一般需要通过2级到3级EMC群脉冲试验,以及接地电流冲击试验。
我测试过,一块多功能电力仪表的电路板,只因为电源滤波电容焊的略微高一些,整块电路板就在接地电流冲击试验中被击毁。
可见EMC测试对于电子仪表来说十分残酷,通过试验十分不易。
一句话:凡单片机能做的事,PLC一定能做 ;反过来,PLC能做的事,单片机不一定能做 ,甚至连边都沾不上。
对比:一般的家用电器要通过一级EMC试验都有点困难。
由于PLC应用是如此之广,因此一位PLC的资深优秀编程者,也一定是一位工业系统的多面手。
他熟悉各种工业条件下的元器件和传感器性能参数,熟悉各种工业条件下的测控原理和自动控制原理,明确机械原理和各种工业工艺过程,明确强电磁环境下的如何选配元器件及开关电器。当然,此人对于PLC的模块也应当十分熟悉。
总之,优秀的PLC编程者,一定同时也是技术上的佼佼者。
学习伊始,不要总想着赚钱,要沉下心来学会真本事。
天下之大,何处无芳草?何愁无处供职?
结论:关键还是在于自己的编程本领和技术水平。
来源:知乎
作者:rhythm magic
实名反对最@patrick zhang老师的答案,题主提出想学习西门子PLC,而且表示想用模拟的方式。
那么从本人经验来看,西门子PLC主要应用点还是在于梯形图、STL以及SCL。
zhang老师用的FBD,尤其是第一张图片上的内容使用梯形图完全可以做到,从Setp7 v4.0到5.5以及TIA均可实现。
而Modbus通讯也完全可以使用模块来做,FBD这种方式我认为很少用到,不信可以去西门子官方BBS上考证。
那么说了这么多,介绍一下三种不同语言的区别。
1、梯形图
对于初学者是入门学习的不二选择,并且西门子自带的库内容非常丰富,基本涵盖了初级所需一切功能。
对于单纯逻辑关系或者多一些功能的处理完全没有问题。但如果是偏电子类的人,可以考虑直接使用西门子一直以来的精华:STL。
2、STL
需要注意的是,step7 v4.0和5.x系列不管用什么语言编程,在PLC内部编译的时候,都是转化为STL的。
STL强大的地方,在于不仅可以随意处理各种逻辑关系,而且在运算以及指针等复杂的功能上,也能完成梯形图无法做到的地方。
比如当梯形图模块的PID算法需要自定义时,或者自编译冒泡法等复杂运算,可谓得STL者得天下。
3、SCL
从几年前开始,西门子最让人诟病的软件全家桶,开始让西门子痛定思痛,着手准备一个大平台,目的是将旗下大部分工控软件整合到一个统一平台中。
TIA(博途)问世了,软件的最大亮点在于,将以前step7 v5.5上收费的SCL语言包整合进来。
这是一种类似C语言的编程语言,在运算上的强大甚至超过STL,编程风格与STL类似,不赘述。
三种语言我认为学习的顺序就是以上介绍的顺序,还有就是题主担心的硬件问题,西门子有自己的模拟软件可以下载,下载学习最好从西门子200开始,软件为step7 v4.0。
还有如果学习PLC那么HMI是你必学的东西,西门子HMI的软件为wincc flexible,软件自带模拟。
适合自己的才是最好的,听取前辈的经验,总结自己的学习方法。
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