一步步 PLC 面向初学者的编程

欢迎！如果您担心学习PLC编程，您并不孤单。即使您没有任何经验，也可以从零开始，并取得好成绩。 PLC它们有助于控制玻璃制造过程中材料的使用量。它们保障食品加工安全。它们还能提高造纸效率。你会看到 PLC在许多行业，例如能源和汽车行业，都有应用。请看下表中的一些顶级品牌：

行业	显着 PLC 品牌
制造业生产环境	西门子，艾伦-布拉德利
新能源	西门子、施耐德电气
汽車	西门子，艾伦-布拉德利

此 PLC 市场规模不断扩大，这充分说明了这些技能的重要性。

PLC 编程基础

什么是 PLC?

你可能会问什么可编程逻辑控制器没错。这些设备看起来像微型计算机。它们的功能远不止数学运算。可编程逻辑控制器 (PLC) 可以帮助控制工厂里的机器。您会在许多行业中看到它们的身影。以下是顶级自动化集团对可编程逻辑控制器的评价：

可编程逻辑控制器是一种小型固态计算机，专为特殊用途而设计。
可编程逻辑控制器已经取代了旧式的机械继电器。
他们通过简化自动化流程、节省资金和帮助工厂更好地运转，改变了工厂的面貌。

可以将可编程逻辑控制器视为自动化系统的大脑。它们利用来自传感器和开关的信息做出选择。

为什么要学 PLC 编程？

学习PLC编程可以帮助你在很多领域找到工作。你将有机会操作机器并解决问题，帮助公司提高运营效率。可编程逻辑控制器（PLC）具有以下重要功能：

控制机器的启动和停止时间
监督生产线
辅助设备之间可以相互通信
协助组装工作
运用逻辑使工作更快更安全

学习PLC编程后，雇主会注意到你。 PLC 技术员证书能让你脱颖而出。你的工作更安全、更高效。你可以承担更大的项目，承担更多责任。可编程逻辑控制器（PLC）的就业市场正在增长。工厂正在重返美国。新技术正在改变产品的制造方式。 PLC 程序员最高年收入可达 70,452 美元。一些报告称，从 2018 年到 2028 年，程序员的工作岗位可能会减少 7%。但新的自动化项目仍在不断涌现。

硬件需求

在开始PLC编程之前，你需要掌握一些基本技能。以下是一份简单的清单，可以帮助你做好准备：

学习电路和控制系统等基本电气概念。
了解不同的可编程逻辑控制器及其功能。
开始学习梯形图逻辑，这是对可编程逻辑控制器进行编程的最简单方法。
选择一个 PLC 平台，例如 Allen Bradley 或 Siemens。
安装编程软件到你的电脑上。
阅读手册和指南 PLC 制作者。

如果你想了解更多，请查看这些内容。入门资源:

更多相关资源	描述
PLC 面向技术人员、电工、操作员和工程师的培训资源	提供有关可编程逻辑控制器、硬件、编程、故障排除和设计的免费教程和视频。
PLC 编程入门（第一级）	课程内容涵盖硬件、系统设置以及梯形图逻辑入门。

提示：选择一个 PLC 搭建平台并练习基本的梯形图逻辑指令，例如 XIC、XIO 和 OTE。这将有助于你为可编程逻辑控制器打下坚实的基础。

梯形图逻辑概述

什么是梯形图逻辑？

你可能想知道梯形图编程意思是。这是一种表达方式。 PLC 如何利用看起来像老式继电器电路图的图片进行编程？梯形图编程使用符号和线条，让您能够直观地了解各个元件之间的连接方式。在梯形图中，您会看到两条垂直线，称为“轨”。这两条轨分别代表电源和地线。在它们之间，您会看到水平线，称为“梯级”。每个梯级代表控制过程中的一个步骤。梯形图使您能够轻松地追踪电流和逻辑的流动。如果您有电气方面的背景，那么梯形图编程会让您感到熟悉。您无需成为计算机专家即可开始学习梯形图编程。您只需要学习如何阅读梯形图并理解每个符号的含义即可。

提示：梯形图编程也称为梯形图或LD。其结构形似梯子，逻辑代码横档连接着梯级。

梯形图元素

当你开始学习梯形图编程时，你会用到梯形图中的各种元素。主要部分包括电源轨、水平连接和垂直连接。下面这张简单的表格可以帮助你理解梯形图：

元素类型	描述
电源轨	梯形图两侧的垂直线表示电力输入和输出的位置。
水平连接元件	在梯形逻辑图中，水平线从左到右传递状态。
垂直连接元件	垂直线穿过水平连线。它们在梯形图中表示“或”状态。

在梯形图编程中，你还会用到触点、线圈和定时器。触点充当开关，允许电流通过或停止。线圈是输出，用于控制电路的通断。定时器用于添加延迟，使操作在设定的时间后执行。通过练习梯形图编程，你可以更好地理解梯形图以及各个部分如何协同工作。

逻辑门

逻辑门可以帮助您在梯形图编程中控制信号的传递方式。在梯形图中，您可以使用与门、或门和非门等逻辑门。每个逻辑门都有其特定的功能。以下简要介绍它们在梯形图中的工作原理：

与门仅当所有输入都开启时才开启输出。
或门：如果任何输入开启，则开启输出。
非门：反转输入。如果开启，则输出关闭。
与非门仅当所有输入都开启时才关闭输出。
或非门仅当所有输入都关闭时才打开输出。
异或门：如果输入不同，则开启输出。
异或门：如果输入相同，则打开输出。

下表可以帮助您理解梯形图以及梯形图编程中门电路的构成：

逻辑门	梯形图逻辑表示法
与门	Y = A * B
或门	Y = A + B
非门	Y = (!A)
与非门	Y = (!(A*B))
或非门	Y = (!(A + B))
异或门	Y = (A(!B)) + ((!A)B)
异或非门	Y = (AB) + ((!A)（！B）

使用梯形图编程时，您需要用这些逻辑门构建梯形图来控制机器。您可以创建简单或复杂的梯形图。练习梯形图编程越多，设计和排除梯形图故障就越容易。

PLC 编程步骤

超越课堂 PLC编程把事情分解成清晰的步骤会容易得多。我们一起来看看每个部分。你会看到如何从一个想法变成一个可以运行的程序。我们用一个简单的例子：用开关打开灯。

确定问题

每个项目都始于一个待解决的问题。你需要知道你希望自动化系统实现什么功能。以下是如何确定适合PLC编程的问题：

明确你希望系统实现的功能。例如，“当我按下开关时，打开一盏灯”。
列出所有输入设备（如开关或传感器）和输出设备（如灯或电机）。
确定你需要的逻辑。灯应该一直亮着直到你再次按下开关吗？还是松开开关就熄灭？
考虑一下安全问题。如果发生意外，会不会有人受伤？

许多入门级项目都使用PLC编程来解决类似这样的问题：

交通信号灯控制
水位控制
传送带自动化
车库门控制
智能家居系统（例如灯光或风扇）

提示：先从小项目入手，例如用开关打开一盏灯。这有助于你在学习基础知识后再去处理更大的系统。

接线图和示意图

一旦你了解了问题所在，就需要将你的设备连接到…… PLC接线是PLC编程的重要组成部分。为了确保安全和条理清晰，必须遵循标准接线图。

电源线：连接 PLC 连接到正确的交流或直流电源。
接地始终脚踏实地 PLC这样可以保护您和您的设备。
输入输出接线将输入线（例如开关）和输出线（例如灯）分开。这有助于防止电噪声和干扰。

开始接线前，请记住以下安全步骤：

检查工作区域是否存在危险。
使用锁定挂牌（LOTO）确保机器在您工作期间保持关闭状态。
佩戴安全防护装备，例如手套和护目镜。
接通电源前请检查线路连接。
仔细检查所有安全装置是否正常工作。

注意：切勿操之过急。小心谨慎地进行接线工作，才能确保您和设备的安全。

安装软件

你需要专用软件编写和测试您的PLC程序。许多品牌都提供对初学者友好的平台：

西门子 TIA 博途
Codesys
倍福双猫
B&R自动化工作室

选择与您的需求相匹配的软件 PLC 品牌。将其安装到您的计算机上。大多数程序都附带教程，帮助您快速上手。

社交

PLC设备经常需要与其他设备通信。网络使你的设备能够…… PLC 从计算机共享数据或获取命令。以下是一些常见的网络连接选项：

网络选项	描述
远程 I/O	利用电缆或光纤远程控制输入输出。
点对点网络	链接多个 PLC将它们放在一起以便共享数据。
主机链接	连接 PLC向计算机发送更多数据处理和编程信息。

搭建网络时，您可能会遇到一些挑战：

硬件必须匹配且能够协同工作。
如果不测试程序，就可能出现逻辑错误。
安全很重要。保护好你的 PLC 来自黑客。
维护保养能确保系统平稳运行。
学习需要时间，所以要对自己有耐心。

提示：先从简单的连接开始。熟悉操作后再添加更多设备。

编写程序

现在到了最有趣的部分——编写PLC程序！以下是分步指南：

制定计划。画个图表或者写下你想实现的目标。
打开你的 PLC 软件。
创建一个新项目并选择您的 PLC 模型。
为每个操作添加一个层级。例如，在我们的示例中，您需要添加一个层级，当按下开关时，该层级会打开灯。
如有需要，可添加条件。例如，您可能希望松开开关时灯熄灭。
在软件中测试你的程序。
所有东西都要贴标签。好的标签能帮助你和其他人理解你的工作。

以下是我们以电灯开关为例的简单表格：

输入输出	描述
IN1	开关1（常开）
OUT1	灯光控制继电器线圈 CR1

一个基本的梯形图逻辑可能如下所示：

|----[ ]----( )----|
     IN1    OUT1

按下开关（IN1）时，灯（OUT1）亮起。

模拟和测试

在将程序应用到实际设备之前，应该先进行测试。模拟测试有助于在不造成任何损坏的情况下发现错误。

最佳实践	描述
模拟器的使用	尝试 PLC 使用软件模拟器安全地测试您的代码。
独立环境	测试系统和正式系统要分开。
正确的文件	写下你做了哪些更改以及原因。

一些适合初学者的常用模拟工具包括：

Codesys（免费）
Do-More模拟器（免费）
可选PLC 编辑器（免费）
简便PLC （有薪酬的）
机器模拟器（付费版）

选择模拟器时，请问自己以下问题：

它支持你想使用的语言吗？
你的代码可以进行实时测试吗？
是免费的还是价格实惠的？

注意：在实际机器上使用程序之前，务必先在模拟器中测试。这可以确保您和设备的安全。

测试完成后，请将程序上传到…… PLC观察它在实际设备上的运行情况。如果出现问题，请返回并修正您的逻辑。测试和故障排除是PLC编程的关键环节。

故障排除提示

常见错误

当你开始与……合作时，你可能会遇到一些困难。 PLC别担心——每个人一开始都会犯错！以下是一些初学者最常犯的错误：

编程前缺乏规划。如果没有清晰的计划就贸然行动，很快就会变得一团糟。
忽略扫描周期时序。 PLCs 的工作是循环进行的，不了解这会对你的代码产生什么影响可能会导致意想不到的结果。
过度使用延迟和定时器。过多的定时器会导致系统运行异常或变得不可靠。
忽略注释和文档。如果你不编写代码注释，以后修复问题会变得困难得多。
未能进行适当的模拟或测试。未经测试就上传代码可能存在风险，尤其对于重要系统而言。

提示：务必花点时间规划你的项目，并写下代码中每一部分的功能。这能帮你避免日后头疼！

调试步骤

当出现故障时，你需要一个有效的策略来查找并解决问题。尝试以下步骤，让调试变得更轻松：

检查 IF-THEN-ELSE 等指令、定时器和计数器是否设置正确。
仔细检查你的计算结果，特别是如果你使用了传感器数据。
绝大部分储备使用调试工具在您的软件中：
- 观察窗 让您实时查看数值变化。
- 断点帮助你停下来，看看正在发生的事情。
- 单步执行 让你可以一行一行地检查代码。
确保所有电线和连接都牢固且位置正确。
查找错误代码 PLC 手册。这些代码通常能帮你找到问题所在。
在网上论坛提问。其他用户可能已经解决了同样的问题。
循序渐进地进行。避免一次性改变太多东西。
在实际设备上使用之前，请测试并记录每一次改动。
使用模拟软件在错误造成麻烦之前将其发现并解决。
使用版本控制来跟踪代码更改。

进一步学习

你可以利用一些优质资源不断提升技能。考虑一下你的预算、你想学习的内容以及你喜欢的学习方式。免费课程是一个不错的起点。如果你想更深入地了解，书籍会很有帮助。

在线 PLC 编程技术员培训采用按需付费的学习模式。您将获得所有学习资料和额外资源，帮助您深入学习。

以下是一些热门课程的简要介绍：

课程名称	教训	水平	认证证书	评分（评论）
PLC 从零开始编程 1	20	初学者	是	4.9 (18 条评论)
PLC 编程入门（第一级）	47	初学者	是	4.7 (12 条评论)
CODESYS 1：简介 PLC 代码编程	58	初学者	是	0.0 (0 条评论)
工业物联网基础知识：自动化中的智能传感器和执行器	15	初学者	是	4.8 (56 条评论)

您还可以看看这些书：

弗兰克·佩特鲁泽拉著《可编程逻辑控制器》 涵盖了初学者需要了解的一切。
威廉·博尔顿著《可编程逻辑控制器》 价格实惠，还附赠方便学习的图表。

坚持练习，多提问，探索新项目。你每天都会进步！

现在你已经掌握了基础知识，例如接线和编写第一个程序。尝试新的项目来学习更多。在模拟器中测试你的代码，以便及早发现错误。如果遇到问题，解决问题有助于你学习。

项目完成后，你会感到自豪。你会看到梯形图逻辑在现实生活中是如何运作的。
参与不同的项目可以让你学习新技能，也能让你变得更加自信。
坚持学习，尝试更难的课题。每次练习你都会进步！

常见问题解答

什么 PLC 代表？

PLC 是可编程逻辑控制器的缩写。它用于控制工厂中的机器和流程，就像自动化系统的大脑一样。

我可以学习吗？ PLC 没有工程学位也能编程？

当然可以！你只需要好奇心和耐心。许多初学者都是从这里开始的。在线教程而且都是些简单的项目。你不需要高深的数学或工程技能。

哪 PLC 作为新手，我应该选择哪个品牌？

你可以从 Allen-Bradley 或 Siemens 开始。这些品牌提供很多产品。初学者指南以及免费软件试用版。您可以在网上找到很多关于这两方面的帮助。

我该如何测试我的 PLC 程序安全吗？

先尝试使用模拟器。这样可以在不损坏真实设备的情况下检查代码。 PLC 软件工具内置了面向初学者的模拟器。

什么是梯形图逻辑？

梯形图逻辑是一种编写指令的方法。 PLC您使用的符号看起来像一个梯子。每一级台阶都代表控制过程中的一个步骤。

一步步 PLC 面向初学者的编程