學習西門子PLC沒有想像中那麼難，一句話可以總結為：對初學者來說，600多塊的SR20就足夠用了，組態軟體免費，西門子官方網站還有免費的視頻教程。
詳細展開講，就涉及到PLC的硬體組成、編程軟體、系統指令和程序結構等複雜的內容。
接下來，我將從PLC的選型、PLC入門及PLC拓展模塊和進階等方面，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，被廣泛應用在包裝、紡織、工具機、食品、地鐵等眾多領域。
它能夠有效地提升設備性能和降低成本，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臺上購買到。SR系列ST系列最主要的不同是：
ST系列可以接收/輸出高速脈衝信號，所以ST系列可以應用在運動控制，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應用不到這些功能的。
而且ST和SR在編程和使用上是沒有區別的，它們之間相互通信也非常容易實現。
在SR系列裡，對於初學者，我重點推薦SR20。
理由1：性價比高，在各大電商平臺的西門子經銷商處都能買到，價格只要600多塊
理由2：組態軟體免費，學習和遷移成本低
SMART系列的組態軟體（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。
Micro/WIN的設計理念和前面提到的，另外兩個高階PLC系列，S7-1200和S7-1500的組態軟體TIAPortal是一脈相承的，也支持和S7-1200 ，S7-1500之間相互通信。
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。
藍色的線是Micro/WIN和PLC通信的網線。
上面一排端子是信號輸入端子和供電端子。
下面一排段子是輸出端子和給擴展模塊的供電端子。
左下方是RS485接口。
左右兩面還有一些標識信息，如訂貨號、FS號等。
總結一下，學習PLC的成本 ：
我曾經用一個SR20加一些外部設備，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是一個集成度非常高的系統，在實際工作中，可能只有部分功能被用到，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產品的絕大部分功能。
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究竟要學些什麼內容，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，西門子官網也有入門操作的視頻課程，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。
1、設置PG/PC接口
在初次安裝Micro/WIN時，需要設置PG/PC接口。SR20集成了標準乙太網口，可以使用PC物理網卡和PLC直接通信，所以無需購買昂貴且傳輸速率不高的PPI線。
PG/PC接口是什麼呢？
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。
接下來在Access Point of the Application這裡選擇MWSMART，意為我們需要給Micro/WIN連接PLC設置一個網絡接口，在列表中選擇有線乙太網口。
2、連接設置PLC
在連接CPU的時候，先選擇通信接口，這裡選擇物理網卡，跟上面設置PG/PC作用是一樣的。點擊」查找CPU」，SR20就會響應指令然後將識別信息發送給Micro/WIN。
選中SR20點擊確定後，Micro/WIN和PLC建聯成功。然後通過」編輯」可以給PLC設置身份信息，通過」閃爍」指示燈可以讓PLC的LED燈交替閃爍。
3、查看、設置更多信息
連接上PLC後，就可以開始操作PLC了。
很多人都不知道時間設置在哪裡，在「PLC」菜單欄」中選擇」設置時鐘」就可以設置時間了。
設置時鐘的操作一般只需要在初次連接PLC的時候進行，PLC內部有獨立的時鐘，可以斷電保持7天。PLC在運行中也會實時糾正時鐘誤差，即使連續運行幾年，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運行，性能狀況如何，是否有警報信息。這些都在PLC菜單下的PLC功能塊裡面。
在PLC的調試和運行過程中，我們會經常打開這個界面，檢查PLC的運行情況。
4、調試模擬PLC
調試和模擬功能是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運行過程中無法生成的參數，讓操作者能夠提前發現程序和配置中的問題，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，所以在這裡詳細地講述一下。
下面是一個簡單的起保停電路的梯形圖，通過左邊項目樹中的」指令」目錄可以添加這些指令。
然後，我們把這段程序下載到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建立連接，Micro/WIN會彈出通信對話框提示先連接PLC。
下載完成後，點擊」RUN」按鈕，通知PLC開始執行程序。
通過下載對話框可以訪問在線幫助手冊，它包含了所有PLC編程相關的信息，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在線幫助手冊。
按F1也可以打開這個文檔，還可以把這個文檔從Micro/WIN的安裝目錄。中拷貝出來，方便隨時翻閱學習。
默認在C:\Program Files(x86)\Siemens\STEP 7-MicroWIN SMART\Help\S7MicroWinSmart_804.chm
下載完成後，可以將CPU設置為RUN模式，Micro/WIN還提供了很強大的調試和觀察程序運行的功能，請點擊「程序運行」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，觸點打開，能流就不能流到後面去了，M0.0也沒有接通，處於打開狀態。
沒有給I0.0對應的輸入端子接電信號，又想調試怎麼辦呢？
Micro/WIN有一個利器，狀態圖表。
我們寫入I0.0然後點擊監控按鈕，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信號，而是讀取給它寫入的值作為I0.0的值。可以對能訪問到的所有內存區執行強制操作，這對調試非常有用。
下面是強制後的程序狀態：
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，當用戶處於監控狀態時，是無法作業系統塊，嚮導等等功能的。如果點擊了某個按鈕但是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。
然後監控程序運行狀態。
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、燈泡等設備連接到PLC，那麼設備立即會運轉起來。
這裡再講一下如何接線。
第一步，將24V電源的正極和SR20的輸出端子中的1L連接。
第二步，將負載（如電機）的輸入正極和輸出端子如Q0.0連接。
第三步，將24v電源的負極和負載輸入的負極連接。
如果有多個負載，那麼就從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運行。
另一方面，Q點總共有8個，分成兩組，Q0.0-Q0.3，都需要通過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，那麼就需要給2L這個輸入端子供電，通過Q0.4-Q0.7和負載連接了。
好了，關鍵內容就透露到這裡，更多的入門課程請前往網址進行視頻學習，講解全面透徹，而且免費。
三、拓展模塊和進階學習
1、拓展模塊
SMART之所以性價比高，是因為它僅僅集成了核心的功能，對於個性化的自動化項目/產品功能，是用擴展模塊的方式來實現的，這樣客戶就不用為不需要的功能買單了。
SMART的擴展模塊目錄在在線幫助文檔裡可以查看到。
擴展模塊的安裝也非常簡單，PLC右側的長方形塑料片是可以摳下來的，後面就是插模塊的位置。
插好模塊後，在「系統塊」的EM行中選擇剛才插入的擴展模塊就完成組態了。
我個人用的最多的模塊是AR02，我上面提到的全自動化農業灌溉系統，就是用AR02擴展模塊實現的。
2、致用所學
AR02拓展模塊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。接線完成後通過AIW16讀取實時溫度，在程序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:
簡化版本用到的硬體設備：
接線圖：
在第二部分已經講過詳細接線方式，簡化版本的示意圖如下：
程序
refresh_schedule，smartlib為生成澆灌計劃的庫，密碼為TIC_new_hope_V 1 3
magic_lanterns.smartlib為」魔幻彩燈」的庫（ 可以不用），用來點亮彩燈的程序，按照設計，每天早上6:45-7:00，晚上6:50-7:50彩燈點亮，特殊的節日如情人節、聖誕節，彩燈都會點亮，密碼為 TIC_new_hope_V_1_3，
將這兩個庫複製到C:\Users\Public\Documents\Siemens\STEP7-MicroWIN SMART\Lib目錄以便調用
tic-r-1-5-7-h.smart是主程序，會調用上面那兩個庫執行澆灌以及點亮彩燈任務，如果不需要彩燈，刪除程序最後一段調用magic_lanterns的代碼即可
程序：上手PLC對話框中，回復【SMART案例】
這些設計和程序由我開發編寫，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，可通過增加水泵和修改程序來對更多的植物澆灌。
拓展2：連接制熱設備(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可以通過OUC跟任何支持網絡(標準TCP/IP)的設備進行通信，如跟PC通信，可以在PC端執行機器學習或神經網絡程序（例如人臉識別），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，那麼一個辦法就是，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能夠支持非常複雜的功能，如運動控制，高速計數器，Profinet等，這些功能都在Micro/WIN左側項目樹下的「嚮導」目錄中。
當熟悉了Micro/WIN嚮導下的功能後，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，軟體免費，拓展性強。
2、學習PLC，用免費的Micro/WIN軟體就可以，線上有幫助手冊，官網有免費教程，上文
也介紹了常規教程中不常見的操作
戳這裡，實用案例