plc编程入门先学什么

对于可编程逻辑控制器编程的初学者而言，明确学习路径至关重要。本文旨在为新手提供一份系统性的入门指南，内容涵盖从理解可编程逻辑控制器的基本概念、硬件构成和工作原理，到掌握梯形图编程语言、指令系统以及编程软件的操作。文章还将深入探讨模拟量与数字量的处理、顺序控制设计法等核心知识点，并规划了从理论学习到实践项目开发的完整学习路线图，帮助初学者打下坚实基础，避免常见误区，从而高效地迈入工业自动化领域的大门。

       面对工业自动化领域广阔的知识海洋，许多有意学习可编程逻辑控制器编程的朋友常常感到迷茫，不知从何入手。一个清晰、系统的入门规划，不仅能让你少走弯路，更能激发持续学习的兴趣。本文将为你详细拆解可编程逻辑控制器编程的入门知识体系，一步步引导你构建坚实的理论基础和初步的实践能力。

       

一、 建立正确的认知：可编程逻辑控制器是什么？

       在接触任何具体技术之前，建立正确的宏观认知是第一步。可编程逻辑控制器，本质上是一种专为工业环境设计的数字运算操作系统。它采用可编程的存储器，用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械设备或生产过程。简单来说，它是一个替代了传统继电器控制盘的“工业大脑”，通过软件编程来实现复杂的控制逻辑，具有可靠性高、抗干扰能力强、编程维护方便等显著优点。理解其核心价值在于“替代复杂硬件布线，通过软件实现灵活控制”，是后续所有学习的基础。

       

二、 洞悉核心架构：理解可编程逻辑控制器的硬件组成

       接下来，你需要像了解一台电脑一样，熟悉可编程逻辑控制器的硬件构成。其主要部分包括中央处理器，这是可编程逻辑控制器的大脑，负责执行用户程序、处理数据；存储器，用于存放系统程序、用户程序和数据；输入输出单元，这是可编程逻辑控制器与外部设备连接的桥梁，负责接收现场传感器等输入设备的信号，并驱动执行器如接触器、电磁阀等输出设备；电源单元，为整个系统提供稳定可靠的工作电源；此外，还包括编程器，用于编写、调试和监视程序。清晰地了解每一部分的功能，有助于你在后续进行系统选型、接线和故障诊断时，做到心中有数。

       

三、 掌握工作脉络：扫描周期的工作原理

       可编程逻辑控制器并非同时处理所有任务，而是采用一种称为“循环扫描”的工作方式。理解这一点至关重要，它解释了程序是如何被执行的。一个完整的扫描周期通常包括输入采样阶段，在此阶段，可编程逻辑控制器读取所有输入端子状态并存入输入映像寄存器；用户程序执行阶段，中央处理器逐条执行用户程序指令，对输入映像寄存器和内部元件状态进行逻辑运算，并将结果存入输出映像寄存器；输出刷新阶段，将输出映像寄存器的状态传送到实际输出锁存电路，驱动外部负载。周而复始地执行这个循环，就是可编程逻辑控制器工作的核心机制。这个概念能帮助你理解程序的执行顺序和时序问题。

       

四、 打好电学基础：必要的电工基础知识

       可编程逻辑控制器编程并非纯粹的软件工作，它深深植根于工业电气控制。因此，具备一定的电工基础知识是必不可少的。你需要了解直流电与交流电的基本概念、常见电气元件如断路器、接触器、继电器、按钮、指示灯等的符号、功能和工作原理。特别要熟悉常开触点、常闭触点的概念，因为这将直接对应到编程语言中的逻辑关系。掌握基本的电路图识图能力，能够看懂简单的继电器控制电路，例如电机的启停控制、正反转控制电路，这对理解后续的梯形图编程有极大的帮助。

       

五、 选择入门语言：从梯形图开始

       国际电工委员会制定的可编程逻辑控制器编程标准中定义了多种编程语言，如梯形图、指令表、功能块图、结构化文本和顺序功能图。对于初学者，强烈建议从梯形图开始。梯形图由传统的继电器控制电路演变而来，其图形符号直观易懂，类似于电路图，非常有利于电工背景的人员快速上手。它使用触点和线圈等符号来表达控制逻辑，学习门槛相对较低，是目前应用最广泛的编程语言之一。掌握了梯形图，再学习其他语言也会更容易触类旁通。

       

六、 熟悉编程元件：软元件是程序的基石

       在可编程逻辑控制器编程中，我们操作的对象并非真实的物理继电器，而是内存中的特定存储单元，这些单元被称为“软元件”或“编程元件”。你需要熟练掌握几种核心软元件：输入继电器，它直接映射外部输入点的状态；输出继电器，它的状态决定了外部输出点的通断；辅助继电器，相当于中间继电器，用于程序内部的逻辑过渡；定时器，用于实现延时操作；计数器，用于对脉冲信号进行计数。理解每一种软元件的功能、编号规则和使用方法是编写程序的基础。

       

七、 驾驭核心指令：基础逻辑指令的运用

       指令是构成程序的基本单位。入门阶段，你需要重点掌握基础逻辑指令。这包括读取常开触点指令、读取常闭触点指令、输出线圈指令，这是构成最基本逻辑的三大指令。进而学习触点串联和并联指令、置位与复位指令，它们可以实现更复杂的锁存和互锁逻辑。还有上升沿和下降沿检测指令，用于捕捉信号状态的变化瞬间。这些基础指令就像是搭建程序的“积木”，通过它们的灵活组合，可以实现绝大多数简单的开关量控制逻辑。

       

八、 实践开发环境：安装与熟悉编程软件

       理论知识需要通过实践来巩固。选择一款主流品牌的可编程逻辑控制器，例如西门子、三菱或欧姆龙等，并安装其官方提供的编程软件。花时间熟悉软件的界面布局、菜单功能、项目管理方式。学会如何创建一个新项目、如何进行硬件组态、如何编写和编辑梯形图程序、如何编译程序检查语法错误、如何将程序下载到可编程逻辑控制器以及如何在线监控程序的运行状态。这个环境的熟悉过程，是将想法变为现实的关键一步。

       

九、 从简单到复杂：经典控制环节的编程实践

       有了前面的铺垫，现在可以开始动手编写你的第一个程序了。建议从最经典、最基础的控制环节开始模仿和实践。例如，点动控制，即按下按钮电机转动，松开停止；长动控制，即按一下启动按钮电机持续转动，按停止按钮才停止；以及电机的正反转控制，这其中会涉及到关键的互锁逻辑，防止正反转接触器同时吸合造成短路。通过这些简单项目的实践，你能够深刻理解指令如何应用，并初步建立起编程思维。

       

十、 理解数据类型：深入认识数字量

       工业控制信号主要分为数字量和模拟量两大类。数字量，也称为开关量，只有两种状态：接通或断开，对应着可编程逻辑控制器输入输出点的一个位。例如按钮、限位开关提供的信号就是数字量输入，而控制指示灯亮灭、继电器通断的信号就是数字量输出。数字量处理是可编程逻辑控制器最基本、最核心的功能，前述的梯形图和基础指令主要就是用于处理数字量逻辑。确保对数字量的概念有清晰的理解。

       

十一、 迈进进阶领域：初步接触模拟量

       当控制对象是温度、压力、流量等连续变化的物理量时，就需要处理模拟量信号。模拟量信号在时间上和数值上都是连续变化的，例如标准电流信号或标准电压信号。可编程逻辑控制器通过特殊的模拟量输入模块将这些连续的物理信号转换成数字值供程序处理，并通过模拟量输出模块将数字值转换成模拟信号去控制调节阀、变频器等设备。学习模拟量，需要了解信号类型、量程转换、以及相关的运算指令，这是从简单逻辑控制迈向过程控制的重要一步。

       

十二、 构建程序框架：学习顺序控制设计法

       当面对复杂的工艺流程时，如果仅靠基本的逻辑指令堆砌，程序会变得冗长且难以维护。此时，顺序功能图作为一种图形化的设计语言，就显得尤为重要。它将一个复杂的控制过程分解成若干个顺序相连的步，每一步代表一个稳定的状态，步与步之间有转换条件。基于顺序功能图来设计程序的方法称为顺序控制设计法，它能使程序结构清晰、可读性强、易于调试和修改。掌握这种方法，是编写高质量、高效率程序的关键。

       

十三、 掌握数据处理：常用功能指令的学习

       除了基本的逻辑控制，可编程逻辑控制器还提供了丰富的功能指令来处理数据。这些指令大大扩展了可编程逻辑控制器的应用范围。你需要逐步学习数据传输指令，用于在不同存储区之间移动数据；比较指令，用于比较数值的大小；算术运算指令，进行加减乘除等运算；移位和循环指令，用于数据处理；以及数据转换指令，在不同数制之间进行转换。这些指令是实现复杂控制算法和数据处理的基础。

       

十四、 规划学习路径：理论与实践的有机结合

       学习可编程逻辑控制器编程，必须坚持理论与实践相结合的原则。建议遵循以下路径：首先，系统学习电工基础和可编程逻辑控制器原理；其次，在仿真软件或实物设备上反复练习基础指令和经典电路编程；然后，尝试编写一些综合性的小项目，如小车自动往返控制、抢答器、彩灯控制等；接着，深入学习功能指令和模拟量处理；最后，挑战更复杂的项目，如小型搬运机械手、混料罐控制系统等。在这个过程中，不断查阅手册、解决遇到的问题，你的能力将得到实质性提升。

       

十五、 善用学习资源：官方手册与行业社区

       在学习过程中，要学会利用各种资源。最权威、最准确的资料是所选可编程逻辑控制器品牌的官方编程手册和硬件手册，里面详细说明了所有指令的用法、硬件规格和编程指南。此外，积极参与行业技术论坛和社区，与同行交流经验、请教问题，往往能获得宝贵的实践心得。观看一些高质量的教学视频也能帮助理解抽象的概念。记住，善于利用资源是快速进步的法宝。

       

十六、 树立安全观念：牢记编程规范与安全第一

       最后，但也是最重要的一点，是树立强烈的安全意识。可编程逻辑控制器控制的是工业设备，编程错误可能导致设备损坏甚至人身安全事故。因此，在编程时，必须遵循安全规范。例如，在程序中的重要输出点前加入必要的互锁和条件判断；在设备启动前加入声光报警提示；对关键参数设置上下限保护。下载程序到联机设备前，务必进行模拟测试。养成严谨、安全的编程习惯，是一名合格工程师的基本素养。

       

       总而言之，可编程逻辑控制器编程入门是一个循序渐进的过程。从建立宏观认识到熟悉微观细节，从掌握基础指令到实践复杂项目，每一步都需要踏实学习和用心实践。希望这份指南能为你照亮前行的道路，助你在工业自动化的世界里顺利启航，逐步成长为一名优秀的工程师。