Symulator PLC pozwala napisać i uruchomić program sterownika bez fizycznego PLC, zasilacza i szafy z aparaturą. To najprostszy sposób, żeby zacząć naukę programowania PLC albo sprawdzić logikę przed uruchomieniem maszyny. W tym poradniku wyjaśniamy, czym jest symulator PLC, jakie są jego rodzaje, czym różnią się popularne programy do symulacji sterowników i jak w kilka minut uruchomić pierwszy program w darmowym symulatorze PLC online w przeglądarce.
Czym jest symulator PLC i do czego służy?
Symulator PLC to program, który zachowuje się jak sterownik: odczytuje wejścia, wykonuje program w cyklu i ustawia wyjścia. Różnica polega na tym, że wejścia nie pochodzą z prawdziwych czujników i przycisków, tylko z ekranu, a wyjścia nie załączają styczników, tylko lampki, silniki i zawory na wirtualnym stanowisku. Dzięki temu możesz przetestować program bez ryzyka, że coś się uszkodzi.
Symulacja PLC przydaje się w trzech sytuacjach:
- Nauka programowania PLC. Zaczynasz od styków, cewek i timerów, a nie od kupowania sprzętu za kilka tysięcy złotych.
- Testowanie logiki przed uruchomieniem. Sprawdzasz sekwencje, blokady i alarmy, zanim program trafi na maszynę.
- Szkolenia i egzaminy. Każdy uczestnik ma własne stanowisko, a prowadzący może przygotować to samo zadanie dla całej grupy.
Symulator nie zastąpi pracy na prawdziwym sterowniku: nie sprawdzi okablowania, konfiguracji sprzętu, sieci przemysłowej ani czasu reakcji konkretnego CPU. Do nauki logiki i myślenia jak programista PLC wystarcza jednak w zupełności.
Rodzaje symulatorów PLC
Pod hasłem "symulator PLC" kryją się bardzo różne narzędzia. Warto je rozróżnić, bo każde rozwiązuje inny problem.
Symulatory w środowisku producenta
Producenci sterowników dodają symulację do swoich programów inżynierskich. Siemens ma S7-PLCSIM dla TIA Portal oraz S7-PLCSIM Advanced do wirtualnego uruchomienia, Rockwell udostępnia symulator Micro800 w Connected Components Workbench, a CODESYS ma tryb symulacji i programowy sterownik. Zaletą jest pełna zgodność z prawdziwym środowiskiem. Wadą są instalacja, wymagania sprzętowe i licencje. Własny symulator ma też Phoenix Contact w środowisku PLCnext Engineer, o którym piszemy w artykule Programowanie sterowników PLCnext Control - jak zacząć. Więcej o rozwiązaniu Siemensa przeczytasz we wpisie Symulator PLC od Siemensa - PLCSIM i PLCSIM Advanced.
Sprzęt Allen-Bradley wykorzystywany w naszych materiałach (sterowniki Micro800, panele operatorskie i akcesoria) dostarcza nasz partner technologiczny Elmark Automatyka, autoryzowany dystrybutor Rockwell Automation w Polsce.
Symulatory procesu 3D
Factory I/O czy PLC-Lab nie są sterownikami. To wirtualne fabryki z przenośnikami, czujnikami i siłownikami, które podłączasz do PLC albo do symulatora PLC. Świetnie pokazują, jak program steruje prawdziwym procesem, ale wymagają osobnego narzędzia do programowania. Zobacz Factory IO - wirtualna fabryka do nauki programowania PLC i poradnik jak połączyć Factory IO z S7-1200 i PLCSIM.
Symulatory PLC online w przeglądarce
Trzecia grupa to symulatory PLC online. Otwierasz stronę, piszesz program i od razu go uruchamiasz, bez instalacji i bez konta. Takie narzędzia nie emulują firmware konkretnego sterownika, ale są najszybszą drogą do pierwszego działającego programu. W tej grupie jest nasz Virtual PLC Sim.
Jak symulować wejścia, wyjścia i wartości analogowe?
W każdym symulatorze PLC wejście trzeba jakoś "wymusić", bo nie ma prawdziwego czujnika. Robi się to na trzy sposoby:
- Ręcznie w tablicy zmiennych. Zmieniasz stan wejścia z FALSE na TRUE albo wpisujesz wartość analogową, na przykład poziom w zbiorniku. Tak działa między innymi PLCSIM.
- Na wirtualnym pulpicie. Klikasz przycisk, przełącznik albo czujnik na rysunku stanowiska, a symulator ustawia odpowiednie wejście. Wyjście od razu pokazuje się jako lampka, silnik albo zawór. To najbardziej intuicyjna wizualizacja dla początkujących.
- Z modelu procesu. Symulator procesu, na przykład Factory I/O albo wirtualny zbiornik, sam zmienia wejścia: paczka dojeżdża do czujnika, poziom cieczy rośnie, siłownik dochodzi do krańcówki. Wtedy możesz przetestować program jak na prawdziwej maszynie.
Wartości analogowe, takie jak poziom, ciśnienie czy temperatura, symuluje się jako liczby. W prostych symulatorach wpisujesz je ręcznie, a w modelach procesu zmieniają się same, zależnie od tego, co robi program. W Virtual PLC Sim zadania z regulacją poziomu łączą oba światy: pompa na falowniku zmienia poziom, a Ty obserwujesz, jak reaguje regulator PID.
Porównanie: który symulator PLC wybrać?
| Narzędzie | Rodzaj | Instalacja | Języki | Dla kogo |
|---|---|---|---|---|
| S7-PLCSIM (TIA Portal) | symulator producenta | tak, z TIA Portal | LAD, FBD, SCL, GRAPH | praca na Siemens S7-1200/1500 |
| S7-PLCSIM Advanced | wirtualny sterownik | tak, osobna licencja | jak w TIA Portal | wirtualne uruchomienie, łączenie z Factory I/O |
| Connected Components Workbench | symulator producenta | tak | LD, FBD, ST | sterowniki Allen-Bradley Micro800 |
| CODESYS | środowisko IEC 61131-3 | tak | LD, FBD, ST, SFC, IL | wielu producentów, nauka ST |
| Factory I/O | symulator procesu 3D | tak | brak, łączy się z PLC | wizualizacja maszyn |
| Virtual PLC Sim | symulator PLC online | nie, przeglądarka | LAD, ST, SCL | nauka od zera, szybkie ćwiczenia |
Jeśli masz już licencję TIA Portal i uczysz się Siemensa, zacznij od PLCSIM. Jeśli pracujesz z Allen-Bradley, wybierz Connected Components Workbench. Jeśli chcesz najpierw zrozumieć logikę, bez instalacji i bez kosztów, otwórz symulator PLC w przeglądarce, a do środowisk producentów przejdź, gdy podstawy będą już pewne.
Darmowy symulator PLC online: Virtual PLC Sim
Virtual PLC Sim to symulator PLC, który przygotowaliśmy w ControlByte dla naszych kursantów i dla wszystkich, którzy chcą zacząć od praktyki. Działa w przeglądarce na komputerze, a piaskownica i ćwiczenia na start są darmowe, bez zakładania konta.
Najważniejsze funkcje:
- Trzy profile sterowników: Allen-Bradley Micro850 (LD i ST), Siemens S7-1200 (LAD i SCL) oraz Siemens LOGO! (LAD).
- Edytor drabinkowy i tekstowy: styki NO i NC, cewki, SET i RESET, zbocza, timery TON, TOF i TP, liczniki oraz porównania. Dostępne instrukcje i języki zależą od wybranego profilu.
- Podgląd na żywo: widzisz przepływ sygnału, stany zmiennych i wyjść w każdym cyklu.
- Wirtualne stanowiska: przenośniki z paczkami, czujniki, zbiorniki i siłowniki reagują na Twój program.
- Automatyczne testy: każde zadanie ma warunki, które symulator sprawdza za Ciebie.
To niezależne narzędzie edukacyjne z własnym silnikiem wykonującym program. Nie jest oprogramowaniem Siemens ani Allen-Bradley i nie emuluje ich firmware, więc programy ćwiczeniowe służą do nauki, a nie do sterowania maszynami. Pełny opis wszystkich funkcji i listę ćwiczeń znajdziesz w przewodniku Virtual PLC Sim: symulator PLC w przeglądarce.
Pierwszy program w symulatorze PLC krok po kroku
Najprostsze zadanie na start to podajnik z paczkami: jeden przełącznik ma uruchamiać silnik przenośnika.
- Otwórz symulator PLC i wybierz darmowe zadanie "Podajnik z paczkami".
- W pierwszym szczeblu drabinki wstaw styk normalnie otwarty i przypisz mu wejście przełącznika RUN.
- Na końcu szczebla wstaw cewkę i przypisz jej wyjście silnika przenośnika.
- Naciśnij Run na wirtualnym CPU, a potem przełącz RUN na stanowisku. Paczki ruszają.
- Wyłącz przełącznik i zatrzymaj CPU. Silnik musi stanąć w obu przypadkach.
- Uruchom testy zadania. Symulator sprawdzi, czy wyjście zachowuje się poprawnie we wszystkich stanach.
To ćwiczenie uczy rzeczy, która myli wielu początkujących: uruchomienie CPU to nie to samo co załączenie maszyny. CPU wykonuje program, a przełącznik na stanowisku tylko podaje sygnał wejściowy. Szczegółowy opis ze zrzutami ekranu znajdziesz w poradniku Pierwszy program PLC: uruchamianie podajnika.
Co ćwiczyć dalej w symulatorze PLC?
Po pierwszym programie przejdź przez podstawowe konstrukcje, które pojawiają się w każdej maszynie:
- Negacja NOT: lampka "wolne stanowisko", gdy czujnik nie widzi kartonu. Poradnik: Negacja NOT w PLC.
- Logika AND: przenośnik pracuje tylko przy obecnym pojemniku. Poradnik: Logika AND w PLC.
- START/STOP z podtrzymaniem: klasyczny układ silnika z priorytetem STOP. Poradnik: START/STOP w PLC.
- Timer TON: opóźniony start podajnika z ostrzeżeniem. Poradnik: Timer TON w PLC.
Więcej przykładów drabinki znajdziesz w artykule Język drabinkowy PLC - programowanie w LAD na przykładach, a jeśli wolisz kod, zacznij od Structured Text - składnia i przykłady.
Ograniczenia symulacji PLC
Dobry symulator PLC uczy logiki, ale nie wszystkiego. Pamiętaj o tym, zanim uznasz, że program jest gotowy na maszynę:
- symulator nie sprawdzi okablowania, zasilania i błędów montażu,
- nie zastąpi konfiguracji sprzętu, adresacji modułów i sieci przemysłowej,
- czasy cyklu i zachowanie po zaniku zasilania mogą się różnić od prawdziwego CPU,
- wirtualny proces jest uproszczony w porównaniu z prawdziwą maszyną.
Dlatego dobra ścieżka wygląda tak: logika w symulatorze, potem środowisko producenta i jego symulator, a na końcu prawdziwy sterownik albo stanowisko szkoleniowe, takie jak nasz PLC Trainer z Allen-Bradley Micro800.
Od symulatora do kursu programowania PLC
W symulatorze sprawdzisz logikę programu. Na kursie poznasz też środowisko inżynierskie, konfigurację projektu i narzędzia konkretnej platformy. Kursanci ControlByte mają w symulatorze dodatkowe zadania procesowe: zbiorniki, siłowniki, liczniki paczek i regulację PID.
- Kurs programowania PLC Siemens S7-1200/1500 w LAD/FBD - drabinka i praca w TIA Portal.
- Kurs programowania PLC w CODESYS w języku ST - programowanie tekstowe.
- Wszystkie kursy PLC - porównanie według platformy i poziomu.
Najczęstsze pytania o symulator PLC
Czy jest darmowy symulator PLC?
Tak. Virtual PLC Sim ma darmową piaskownicę i ćwiczenia na start, dostępne bez konta. Darmowe są też niektóre środowiska producentów, na przykład wersja Standard Connected Components Workbench, ale tam symulator ma ograniczenia. S7-PLCSIM wymaga licencji TIA Portal.
Czy do symulatora PLC trzeba coś instalować?
Symulatory producentów wymagają instalacji pełnego środowiska. Symulator PLC online działa w przeglądarce, wystarczy komputer lub laptop.
Czy symulator PLC wystarczy, żeby nauczyć się programowania?
Wystarczy, żeby opanować logikę: styki, cewki, podtrzymanie, timery i liczniki. Do pracy zawodowej potrzebujesz jeszcze środowiska producenta i kontaktu z prawdziwym sprzętem.
Czy w symulatorze można programować w SCL i Structured Text?
Tak. W Virtual PLC Sim profil S7-1200 ma LAD i SCL, a profil Micro850 ma LD i ST. Ten sam program możesz zapisać w drabince i w kodzie.
