鄭州繼飛機電設備有限公司

中原區(qū)中央空調(diào)自控-中央空調(diào)自控作用-繼飛機電 ：

學PLC，hao是要有一定的二次電路基礎，否則就無從談起，然后需要從實踐中來，邊做邊學，第三就是要有程序設計的理念和思路，這是大的學習思路，從實際操作上講，可以分下面這么幾步。

1.作為預備性的課程，需要具備二次（控制）電路原理知識，包括繼電器控制電路的基本原理，常見的控制回路識圖、畫圖的能力，hao有實際接線和調(diào)試的經(jīng)驗。這方面不是單純可以靠看書掌握的，但是hao能找一本比如低壓電器控制回路之類的書籍邊看邊實踐。打好基礎，掌握繼電器、計數(shù)器、定時器這些基本概念。因為PLC從chu的設計理念上就是要替代和簡化繼電器線路的。

2.作為實物投資，個人建議買一個入門的PLC用來練手，這個成本我個人認為是值得付出的，有了實物在理解和練習上都要直觀很多。從性價比和上手的難易程度看，西門子的小型PLC在工業(yè)市場始終占據(jù)著不可替代的地位。在當前的實際下，S7-200 smart或者S7-1200上手hao，這兩者之中更推薦S7-1200，一方面因為和更高ji的S7-1500都采用同樣的TIA平臺，另一方面TIA平臺也是西門子軟件大平臺的發(fā)展方向（不過安裝TIA要有心理準備，它可以讓任意配置的電腦慢的慘不忍睹）。S7-200雖然應用廣泛，但畢竟是落在時代背后一大截了。

3.基礎篇，流行的教材中以廖常初的為流行和通順，正好他也是主要教西門子系列的（不確定是不是有1200系列的教材，我猜應該是有的。至少他的200和300系列的書都不錯）。要了解PLC的基本結(jié)構，但是不要在這方面太過執(zhí)著，適可而止的了解，或者說是基本了解、一知半解即可。在以后的應用中有足夠時間可以深入了解；深入了解LAD梯形圖的畫法，對基本概念比如線圈、節(jié)點、計數(shù)器、定時器、移位、比較、計算、上升沿下降沿等等，務必要熟練掌握；對于其他類型的編程語言，如果有可能，hao能學習了解一下，比如STL或者FBD，這些并不是華而不實的炫技，而是一方面能加深對PLC的理解，第二能方便快速實現(xiàn)某些功能，第三能夠很好的與高ji文本語言相輔相成互相促進。

4.學習方法上，如果能找到一個肯用實際項目帶你的師傅是hao的，因為市面上關于PLC的教材基本上都是只教基本使用，完全沒有涉及實際項目案例的。如果有機會（這個可能性很?。╅喿x一些優(yōu)xiu的程序，對自己編程習慣的提高和編程理念的提升都是很有幫助的。如果沒有，那么就需要盡可能從教材中有限的案例比如跑ma燈、紅綠燈、流水線這些實驗性質(zhì)的案例中得到實踐，自己動手接接線、寫程序和調(diào)試，能自力更生把這些功能調(diào)試出來，再結(jié)合一些傳感器，實現(xiàn)模擬量輸入輸出的功能，基本上基礎就算打好了。

5.更高一些的使用技巧包括程序的組織和功能的實現(xiàn)兩部分，程序組織方面，要試著理解FB、FC、DB這些塊的功能，了解系統(tǒng)OB的含義和用法，嘗試著把程序按照塊來組織，通過調(diào)用減少重復工作，提高復用性，使程序更清晰可讀，這是提高編程水平，組織大型程序的基礎。功能實現(xiàn)方面，學習和了解一些常用的編程模式很有必要，比如順序轉(zhuǎn)換的編程結(jié)構，PID調(diào)節(jié)、步進電機控制等一些功能的原理、實現(xiàn)方法以及系統(tǒng)內(nèi)置的工藝模塊的用法，有可能的話嘗試自己不用系統(tǒng)塊寫一個PID調(diào)節(jié)或者運動控制的功能，這些都是從熟手到高手的分水嶺。我認識的很多工程師，都卡在這個關節(jié)到了技術瓶頸。這個瓶頸的形成有很多原因，平時項目用不到太多高ji功能是一部分原因，但我個人認為主要還在于單純從PLC角度學習的話，到一定程度上技術天花板的形成主要是看法和理念的限制，既然說到了PLC的學習，那么對這一個分水嶺的突破也談一下理解和看法。

6.越過分水嶺。如果說PLC入門一端的基礎是繼電器組成的硬件回路，那么其通往高手之路的另外一端則與軟件工程息息相關。雖然PLC是從繼電器回路抽象出來的，但隨著抽象完成，他也就成了一個軟件的工程，而工程師們所做的PLC編程，本質(zhì)上也就是軟件設計的一種，從根本上，依然離不開軟件工程的指導。只是從事PLC程序設計的大部分是工程師，并不具備專業(yè)的軟件工程訓練，因此無法從認知上的到提高。FC、FB、DB這些塊要實現(xiàn)的，也是軟件工程中非常重要的邏輯和數(shù)據(jù)分離，模型與實例獨li的思想，而被封裝起來的工藝塊，很多也已經(jīng)是基于面向?qū)ο蟮乃伎挤绞骄帉懗鰜淼?。因此，掌握軟件工程的基本思路和方法，如果有可能，去學習一門高ji語言，而不是糾纏在各種組態(tài)軟件、觸摸屏的軟件使用和所謂的腳本編寫上。這些軟件是面向工程師設計的，但其對于個人認識和水平的提高意義及其有限。因此，掌握一門高ji語言才是根本。我個人傾向于Python，因為人生苦短，需要Python這樣高效率的語言，但是從上手難易程度和見xiao快的方面，還是推薦學習C#入手。

7.其他補充的技術和知識。除了軟件工程，如果真的要想成為PLC高手，我想再沒有比自己設計一款PLC更有挑戰(zhàn)性的了。這包括：集成電路的設計和嵌入式系統(tǒng)軟件設計，需要電子電路的基礎和電路板設計的能力，需要編寫一套可運行的嵌入式系統(tǒng)，同時需要一個PC端的編譯器，把梯形圖轉(zhuǎn)換成PLC端嵌入式處理器可以理解的語言。這里面涉及到的學科和內(nèi)容，我想都是一個自動化工程師在技術方面全mian的體現(xiàn)，能夠做到這一步，我想就可以稱得上是PLC專家了。

單片機為什么不能取代PLC呢？

一、穩(wěn)定性與可靠性

有人說這是個偽問題，單片機是元器件，中央空調(diào)自控系統(tǒng) 價格，PLC是由元器件以及龐大的軟件構成的系統(tǒng)，兩者在這一方面沒有可比性。這話沒有錯，大部分PLC的控制芯片實際上就是單片機，也就是說可以將PLC看成是單片機的二次開發(fā)，單論工業(yè)防護等級，單片機的穩(wěn)定性和可靠性能根本比不了PLC這種IP67類的產(chǎn)品（ IP為標記字母，前面標記數(shù)字表示接觸保護和外來物保護等級，中央空調(diào)自控作用，第二標記數(shù)字表示防水保護等級）。而且就PLC這種能應對工業(yè)惡劣環(huán)境的產(chǎn)品還開發(fā)出一套冗余系統(tǒng)。如果穩(wěn)定性與可靠性對比沒有意義，那么我們就從其他方面分析。

二、I/O功能

單片機的I/O點實在有限，而反觀PLC呢？針對不同的現(xiàn)場信號，均有相應的I/O點可與工業(yè)現(xiàn)場的器件(如按鈕、開關、傳感電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接，并通過總線與CPU主板連接。工業(yè)里幾乎任意一條生產(chǎn)線，都有上百甚至上千I/O點，就這點單片機完全無法比擬。

三、擴展功能

一條完整的工業(yè)生產(chǎn)線除了控制，還有通信、上位、組態(tài)、運動控制與顯示等等，這些東西都需要依靠完整的工業(yè)體系與通信協(xié)議去做，例如西門子公司的PROFIBUS-DP通信、三菱重工的CC-LINK等等。而單片機和PC、單片機和單片機之間的通信大都用串口。

單片機的串口是全雙工異步通信串口，那么像MODBUS、PROFIBUS、CAN open、以太網(wǎng)等通信協(xié)議單片機是否能一一實現(xiàn)？或許單片機可以做到，但是這就涉及到下一個分析點，開發(fā)周期。

四，開發(fā)周期

PLC的品牌多達200多種，幾乎每個品牌都有不同編程軟件，中原區(qū)中央空調(diào)自控，而且都在不斷完善自己的編程軟件，使之能夠越來越簡單的服務于電器工程師，而各種程序塊也是越來越方便人性化的任意去調(diào)用，比如PID模塊、運動控制模塊等，大大減輕了工程師的開發(fā)壓力也縮短了開發(fā)周期。

那單片機要如何實現(xiàn)？沒有現(xiàn)成的模塊使用，那就只能開發(fā)，那么做過非標自動化設備的工程師都會遇到一個問題——工期不足。PLC這種高度集成化模塊化的產(chǎn)品在達到滿足設備所需的開發(fā)周期，在工期面前也是抓襟見肘，更不用說如同白紙一張的單片機。

五、通信距離

現(xiàn)在大多數(shù)流水線是要跨區(qū)域整合與監(jiān)視的，中央空調(diào)節(jié)能自控改造，所用的通訊方式多為以太網(wǎng)加中繼器，或者直接走民用寬帶光纖，所用的東西到后很可能是用的就是微軟的IE瀏覽器，很明顯PLC是有RJ-45接口，即使本體沒有RJ-45也可以配備以太網(wǎng)模塊，可單片機搭載的PCB板能加上這個接口然后開發(fā)出以太網(wǎng)通信嗎？開發(fā)需要多久？

六、編程語言

這點對單片機來講是一個優(yōu)勢，同時也是一個劣勢。上面提到PLC的品牌有兩百多種，編程軟件更多，盡管大多數(shù)PLC的編程語言都大同小異，但是每接觸一款不同品牌的PLC，電器工程師就要從PLC的硬件參數(shù)、軟元件、編程軟件等等各個方面從頭了解一次才能使用的得心應手。

而單片機的編程語言用的是C語言或者匯編語言，這對于任何單片機都是通用的。換句話說，學會C語言或者匯編語言，便可以應用任何單片機開發(fā)想要的功能（前提是要有相關的電工電子學基礎）。但話又說回來，電器工程師不是電子工程師，他們的工作不是單單考慮單片機如何驅(qū)動繼電器來控制機床的，甚至有的電器工程師都不會C語言、匯編語言之類的MCU開發(fā)語言。

近些年，IEC-61131-3標準的推廣，越來越多的PLC支持多種編程語言，如類似C語言的ST語言，類似電路圖的CFC語言。這種便利的功能是傳統(tǒng)單片機開發(fā)環(huán)境真的無法實現(xiàn)。

結(jié)論

經(jīng)過上面闡述，我們可以看出，PLC實際上可以看成是單片機的二次應用開發(fā)，但是它又有自己鮮明的特點。到目前為止，中國的單片機應用和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)走過了二十余年的歷程，國民經(jīng)濟建設、軍事及家用電器等各個領域，尤其是手機、汽車自動導航設備、PDA、智能玩具、智能家電、醫(yī)聊設備等行業(yè)都是應用了單片機。行業(yè)高段目前有超過10余萬名從事單片機開發(fā)應用的工程師。

但是在工業(yè)控制領域，PLC占據(jù)很大優(yōu)勢，就目前形勢（單片機的功能、穩(wěn)定性、易用性、編程及維護等）來看，單片機取代PLC那將是一項不可能完成，或者說期限趨向于無窮的艱巨任務。

繼電器電路圖是一個純潔的硬件電路圖。將它改成PLC控制時，需要用PLC的外部接線圖和梯形圖來等效繼電器電路圖?？梢詫LC想象成是一個控制箱，其外部接線圖描寫了這個控制箱的外部接線，梯形圖是這個控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的輸進位和輸出位是這個控制箱與外部世界聯(lián)系的“接口繼電器”，這樣就能夠用分析繼電器電路圖的方式來分析PLC控制系統(tǒng)。在分析梯形圖時可以將輸進位的觸點想象成對應的外部輸進器件的觸點，將輸出位的線圈想象成對應的外部負載的線圈。外部負載的線圈除受梯形圖的控制外，還右能受外部觸點的控制。

將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換成為功能不異的PLC的外部接線圖和梯形圖的步驟以下：

1) 領會和熟悉被控裝備的工作原理、工藝進程和機械的動作情況，憑據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。

2) 肯定PLC的輸進旌旗燈號和輸出負載。繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機構若是用PLC的輸出位來控制，它們的線圈在PLC的輸出端。按鈕、操作開關和行程開關、接近開關等提供PLC的數(shù)字量輸進旌旗燈號繼電器電路圖中的中心繼電器和時間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的存儲器位和按時器來完成，它們與PLC的輸進 位、輸出位無關。

3) 選擇PLC的型號，憑據(jù)系統(tǒng)所需要的功能和規(guī)模選擇CPU模塊，電源模塊和數(shù)字量輸進和輸出模塊，對硬件進行組態(tài)，肯定輸進、輸出模塊在機架中的安裝位置和它們的肇端地址。

4) 肯定PLC各數(shù)字量輸進旌旗燈號與輸出負載對應的輸進位和輸出位的地址，畫出PLC的外部接線圖。各輸進和輸出在梯形圖中的地址取決于它們的模塊的肇端地址和模塊中的接線端子號。

5) 肯定與繼電器電路圖中的中心、時間繼電器對應的梯形圖中的存儲器和按時器、計數(shù)器的地址。

6) 憑據(jù)上述的對應關系畫出梯形圖。