陞徲裕
如何系統的從零開始學習PLC，我以自身的經歷來說明下，對於剛畢業的同學來說，基礎或者是理論都是有的，缺乏的就是實踐，剛開始工作公司肯定沒有大項目、新項目給你做，一般是拿以前的舊機器進行改造練手，一定要抓住這個機會，這個階段沒有什麼壓力，這裡你可以隨意拆下每個電氣元件單獨進行學習如何控制。本人也是從這個階段走過來的，說實話這個時期很苦或者無奈，沒有人會幫你所有的有關的資料都給自己去查網上找說明書、操作手冊等等，
這裡學到的就是自己的。PLC是自動化設備開發的核心，是工控中常用控制器，如何系統學習，按照從簡單到難的階段學習，可分為開關量學習、模擬量學習、通訊控制同時需要掌握上位機(人機界面)的設計。
1、開關量
開關量是最簡單的，兩種狀態，ON和OFF，PLC的基本單元就是開關量控制無論是輸入還是輸出。輸入按照開關頻率可分為低頻和高頻輸入開關，低頻開關→各類開關按如鈕、旋鈕、行程開關、接近開關(也可高頻)，各種繼電器等，高頻開關就是開關頻率很快如脈衝輸入→編碼器。輸出也一樣分高低頻，低頻的輸出常控制一些開關如中繼、接觸器，高頻輸出一般是高速脈衝。這些東西你要了解和掌握接線方式，有兩線制的、三線制、四線制等等，還要注意類型PNP還是NPN。
2、模擬量
設備中的輸入輸出不僅僅是開關量，還有模擬量信號，比如各類傳感器(位移、溫度、電信號、壓力)輸出是以模擬信號給出的，各種設備的控制需要模擬量控制，如變頻器、整流櫃、壓力閥等。模擬量信號一般由電壓、電流信號，常用的0~10v，0(4)~20ma。這些信號就是各種量的表達，你需要在PLC中進行數據轉換，如變頻器頻率30.00Hz，你不可能直接讓PLC輸出這個頻率值，你得先把它轉換成數字量，數字量經過DA模塊轉換成模擬量才能控制變頻器的。說到這裡，PLC基本單元一般不帶模擬量，需要添加擴展模塊如AD和DA模塊。
3、通訊
當你掌握了PLC的開關量與模擬量控制後，你還需要知道通訊控制，工控的路就是幹到老學到老，不斷學習新的知識，通訊簡單來說就是採用某種通信協議將PLC與設備連接起來，設備的所有信號都能通過PLC發送指令來控制，不需要開關或者模擬量來完成，比如設備的啟停、控制量的大小，數據監控都能通過通訊完成，接線簡單。這裡你需要掌握有關通訊協議、還有設備的功能碼等內容，要有一定的計算機基礎，包括各類數據的轉換。
4、上位機(觸摸屏)
上位機就是你的PLC的狀態顯示和控制，使用上位機可以省去控制面板上的許多按鈕同時也美觀，重要的是與PLC控制的設備，你能在上位機上直接進行控制和設備工藝相關參數的修改，你需掌握上位機的編程，包括界面設計，PLC狀態與數值的設置以配合PLC進行控制。
基本上這四類掌握好後就可以進行自動化設備的開發了，這是個循序漸進的過程，不能著急，要有耐心以及堅持，基本一年左右就能掌握。工控之路你要知道“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”的精神，祝你成功！
工控人
必備的前提條件
編程需要堅強的毅力和足夠的耐心
有些人把編程看作一項冗長而枯燥的工作；有些人把編程看作一項趣味的智力遊戲。如果你是前者，強烈建議你遠離這份工作。畢竟編程工作是對人的毅力和耐心的挑戰。
編程需要敢於實踐的信心
只有不斷地在PLC上運行這些指令，觀察運行的結果，才能弄清PLC指令的作用。很多初學者對PLC一臉的迷茫，往往是出於一種畏懼，擔心損壞設備。而這些畏懼是沒有任何道理的。仔細的閱讀手冊是非常重要的，但是僅靠讀書是成不了一個工程師的。更何況手冊上的內容並非面面俱到。在接觸到那些不熟悉的指令時，可以單獨編一個小程序，讓PLC運行。然後逐個修改條件，觀察運行的結果（MicroWin為用戶提供了非常好的監控手段），反過來再重新理解手冊的描述，這樣就可以非常直觀的理解這些指令的作用和使用方法。不必擔心自己寫的程序會有什麼問題，會影響PLC的正常工作。程序有沒有問題，只有讓PLC運行了才能發現。而發現問題並解決問題就是對自己能力的提高。撇開硬件操作不談，單就軟件來說，我還真沒有遇到過由於軟件問題而損壞PLC的事。在這裡不必擔心繼電器電路接錯線可能造成的後果。所以，大膽的實踐是PLC編程的必由之路。
當然，大膽實踐並不是野蠻操作，而是必須遵循必要的規範。還有一個要注意的，在程序未經可靠性證實之前，千萬不要掛接負載，以免造成不必要的損失。數字量的輸出有LED顯示；而模擬量處理可以採用一些硬件或軟件模擬手段來解決。
編程需要有縝密的邏輯思維
編程本身就是一種邏輯思維過程。在高級語言中，使用最多的是if then else、select這些條件判別語句，這就是邏輯中的因果關係。PLC程序就是由這些因果關係組成的：判別條件是否成立，進而決定執行相應的指令。最初的PLC是用來替代繼電器邏輯電路的，所以繼承了繼電器電路以觸點作為觸發條件的描述方式。在PLC中，以虛擬觸點代替了繼電器的金屬觸點，而繼電器電路所表達的邏輯關係還是被完整的保留下來。即使引入了繼電器電路難以勝任的數值處理過程，PLC從根本上還是在執行一個個因果關係。所以，理順對象的各個事件之間的邏輯關係，是編程之前必須精心做好的準備工作。
不可或缺的相關知識
PLC的程序是直接作用於對象的具體工藝過程，那麼對對象具體工藝過程的理解是非常重要的的。我在與用戶的交流過程中，會用我所掌握的Unit Operation的知識分析用戶的工藝過程，協助用戶整理過程控制中的各個邏輯關係，甚至包括各種儀表、硬件的配置。有兩門知識卻是不可或缺的：一是過程儀表的硬件知識，包括傳感器、變送器（二次儀表）和PLC本身，這是構建控制系統的基礎；二是過程控制理論，包括各種控制模型的原理和應用，其中最重要的是二位調節和PID調節模型。PID調節是目前用得最廣泛的過程控制手段，且變化多端。學習PID最好的方法就是讀書。幾乎所有講解過程控制的書籍都有關於PID的內容，多讀基本相關的書籍對理解PID是很有益處的。
養成良好的編程習慣
每個人編程都會有不同的習慣和特點，不能強求一致。但是一些好的習慣還是應該為大多數人所遵循。一是理順邏輯關係、時序關係，編制程序框圖；二是合理分配主程序、子程序和中斷程序；三是合理分配寄存器，編制寄存器符號表。
PLC編程更接近於單片機，或者說PLC就是模塊化的單片機。因此PLC的很多操作都是直接針對寄存器的，如果在程序中出現不合理的寄存器地址重疊，一定會出現不可預想的後果。編制寄存器符號表不僅可以避免上述問題（MicroWin會有問題提示），而且可以使程序具備更好的可讀性。這和VB中定義變量有異曲同工之處。
VB編程中關注的是事件，不強調主程序和子程序的觀念，因為VB主程序的工作是由PC的操作系統完成的。PLC則不然。PLC程序是以主程序為主幹的，CPU不斷的循環執行主程序，只有觸發條件成立時才會調用子程序或中斷程序。即子程序和中斷程序所執行的任務不是全時需要的。如果把這些任務都放在主程序中會無端增加主程序的工作量，降低程序的效率。這點和單片機的編程思路是一致的。子程序的使用可以使整個程序的邏輯更清晰。而且子程序可以分開編寫、調試，最後“安裝”到主程序上。這樣你可以一個一個解決問題。
PLC編程，無論是LAD，抑或STL，都不如VB那麼直觀、有趣，更不如CAD那麼形象。但比單片機的彙編語言的可視性強多了。對於初學者，LAD（梯形圖）的編程相對直觀，更容易上手。
最後，PLC提供了豐富的指令、模塊，比單片機方便了很多。但是初學者編程時應儘量先使用簡單的指令達到目的。具備了一定經驗後，應該考慮掌握複雜指令的應用，以及程序的優化。
學習PLC密決
1.不要看到別人的回覆第一句話就說：給個代碼吧！你應該想想為什麼。當你自己想出來再參考別人的提示，你就知道自己和別人思路的差異。
2.多看相關書籍。
3.學習新的開發軟件時，一定要看幫助手冊。
4.不要蜻蜓點水，得過且過，細微之處往往體現實力。
5.把時髦的技術掛在嘴邊，還不如把過時的技術記在心裡。
6.看得懂的書，請仔細看；看不懂的書，請硬著頭皮看。別指望看第一遍書就能記住和掌握什麼——請看第二遍、第三遍。
7.多實踐，調試，去寫去調，只用軟件模擬，是永遠成不了高手的。
8.保存好你做過的所有的源程序、原理圖等----那是你最好的積累之一。
9.多利用互聯網。
10.多去相關論壇看帖子。
如何學習PLC
弄通有關PLC程序設計理論是重要的。沒有這方面的理論準備或指導，僅靠在實踐中摸索，簡單的問題還好辦。複雜的就不好辦了。
但是，編程的具體實踐，以及在這個實踐中得來的知識或技能，即經驗，也是重要的。沒有經驗，僅有理論，既無法深刻理解理論，又無法靈活應用理論。
經驗積累
經驗有別人的，也有自己的，都很重要。前者要靠細心學習，後者要靠用心積累，都要在一定的時間與必要的精力。
別人的經驗有上了書的或登載在雜誌上的。有的是細心學習別人的，但多數是我自己的經驗。還有就是同事的經驗，也是值得學習。自己的經驗則是最重要的。要在自己的實踐中，積累自己的經驗。同時，最好在學別人的經驗時，也能親自作些測試，能使自己也有類似的經歷，進而把這些經驗變成自己的。這也是自己經驗的重要積累。
還有一些失敗的經驗，這往往是不會公開的，但這些經驗也要學習，也要積累。
經驗的積累要用自己的腦記，更要用電腦記。最好作些分類，建立一個自用的程序庫，以便於隨時引用。
經驗昇華
經驗還有待昇華。昇華有三個層次：
- 最低的層次就是建立一個典型的程序庫，供今後再用。若程序複雜，還可建一些功能塊，或子程序，以便以後引用。
- 其次，要總結出有效算法。如單按鈕起停程序庫等。
- 最高層次的昇華是把經驗上升到理論的高度，為豐富PLC程序設計理論作貢獻。
隨著PLC使用的普及與提高，是會有越來越多從經驗中昇華出來的，而又能用以指導實踐的PLC編程理論的。
經驗應用
經驗積累、經驗昇華都是為了應用。經驗應用有三方面：
用作工程設計模板。設計新系統時，選用一個或幾個與現設計工程類似的，已取得成功的工程，作樣板進行設計。這既可減輕設計的工作量，又增加設計的成功率。這也是信息可重用的一大好處。
用作程序設計參考。在無成功的工程可作樣板時，在新設計的邏輯中，仍有相當一部分控制邏輯，可採用或借用已有典型邏輯，這也可減少設計的工作量，增加設計的成功率。
用作算法設計參考。在既無樣板可參照，又無典型可採用時，還可運用過去的一些成功的算法。
經驗是寶貴的，但是經驗特別是個人經驗，總是有限的。所以，經驗的應用也還要與編程理論相結合。
收集資料
在收集資料時不僅要收集程序還要收集程序所附帶的工藝流程及I/O分配表。
程序分類。在收集到前人的程序後，首先加以分類。以不同品牌的程序分類——再以不同功能細分。
- 選擇程序加以理解。分類完成後就是慢慢的“消化”程序了。首先選擇自己熟悉的PLC程序或是自己將要用到的程序樣例下手，這樣理解起來比較容易。
- 對於有工藝流程及I/O分配表的程序進行理解。
瞭解程序的工藝流程。
I/O分配。把I/O分配表中的說明加在程序的註釋中。
理解中間位。在程序設計時肯定會用到諸多的中間位做轉接，然後搞清楚每一步或每一網絡所對應的中間位的功能，在程序中加以註釋。
理解定時器。程序中定時器的功能要清楚，特別是有時間日期控制的，定時器的功能是比較重要的。其意義也要記錄下來。
理解計數器。
理解陌生指令。在“消化”別人程序的過程中，不勉會看到一些自己沒用過或不熟悉的指令，這也是自己要重點理解的對象，要準備一份電子指令手冊隨時查找，並在程序中記錄。
對於沒有任何說明的程序進行理解。
指令應用。對此類程序主要是注意程序中的指令應用。把指令截取下來，以指令名稱為為文件名另存在文件夾中。
分系統另存。對於能理解並能整理成系統程序加以另存，比如說程序中的時間系統、PID系統等等的程序。
所有的PLC指令都是大同小異的，當以後工作中能應用到的部分可以就地取材，舉一反三。
更重要的是要了解設備的工藝，只有熟悉了產品和掌握了程序的基本編寫方法，才能得心應手。
PLC基礎學習方法
學習PLC入門方法其實主要是兩點，1.選擇一個PLC，2邊學邊練。
問題提出。
可編程控制器技術最主要是應用於自動化控制工程中，如何綜合地運用前面學過知識點，根據實際工程要求合理組合成控制系統，
在此介紹組成可編程控制器控制系統的一般方法。
可編程控制器控制系統設計的基本步驟
系統設計的主要內容
擬定控制系統設計的技術條件。技術條件一般以設計任務書的形式來確定，它是整個設計的依據；
選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執行機構；
選定PLC的型號；
編制PLC的輸入/輸出分配表或繪製輸入/輸出端子接線圖；
根據系統設計的要求編寫軟件規格說明書，然後再用相應的編程語言（常用梯形圖）進行程序設計；
瞭解並遵循用戶認知心理學，重視人機界面的設計，增強人與機器之間的友善關係；
設計操作檯、電氣櫃及非標準電器元部件；
編寫設計說明書和使用說明書；
根據具體任務，上述內容可適當調整。
系統設計的基本步驟
1.深入瞭解和分析被控對象的工藝條件和控制要求
被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產線或生產過程。
控制要求主要指控制的基本方式、應完成的動作、自動工作循環的組成、必要的保護和聯鎖等。對較複雜的控制系統，還可將控制任務分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利於編程和調試。
2.確定I/O設備
根據被控對象對PLC；;
控制系統的功能要求，確定系統所需的用戶輸入、輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關、行程開關、傳感器等，常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。
3.選擇合適的PLC類型
根據已確定的用戶I/O設備，統計所需的輸入信號和輸出信號的點數，選擇合適的PLC類型，包括機型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。
4.分配I/O點
分配PLC的輸入輸出點，編制出輸入/輸出分配表或者畫出輸入/輸出端子的接線圖。接著九可以進行PLC程序設計，同時可進行控制櫃或操作檯的設計和現場施工。
5.設計應用系統梯形圖程序
根據工作功能圖表或狀態流程圖等設計出梯形圖即編程。這一步是整個應用系統設計的最核心工作，也是比較困難的一步，要設計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設計的實踐經驗。
6.將程序輸入PLC
當使用簡易編程器將程序輸入PLC時，需要先將梯形圖轉換成指令助記符，以便輸入。當使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時，可通過上下位機的連接電纜將程序下載到PLC中去。
7.進行軟件測試
程序輸入PLC後，應先進行測試工作。因為在程序設計過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將PLC連接到現場設備上去之前，必需進行軟件測試，以排除程序中的錯誤，同時也為整體調試打好基礎，縮短整體調試的週期。
8.應用系統整體調試
在PLC軟硬件設計和控制櫃及現場施工完成後，就可以進行整個系統的聯機調試，如果控制系統是由幾個部分組成，則應先作局部調試，然後再進行整體調試；如果控制程序的步序較多，則可先進行分段調試，然後再連接起來總調。調試中發現的問題，要逐一排除，直至調試成功。
9.編制技術文件
系統技術文件包括說明書、電氣原理圖、電器佈置圖、電氣元件明細表、PLC梯形圖。
PLC 硬件系統設計
1.PLC型號的選擇
在作出系統控制方案的決策之前，要詳細瞭解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC進行控制。
在控制系統邏輯關係較複雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數器等）、工藝流程和產品改型較頻繁、需要進行數據處理和信息管理（有數據運算、模擬量的控制、PID 調節等）、系統要求有較高的可靠性和穩定性、準備實現工廠自動化聯網等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。
目前，國內外眾多的生產廠家提供了多種系列功能各異的PLC產品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權衡利弊、合理地選擇機型才能達到經濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。
對輸入/輸出點的選擇
盲目選擇點數多的機型會造成一定浪費。要先弄清除控制系統的I/O總點數，再按實際所需總點數的15～20％留出備用量（為系統的改造等留有餘地）後確定所需PLC的點數。
另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的60％；PLC。
每個輸出點的驅動能力（A/ 點）也是有限的，有的PLC其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異；一般PLC的允許輸出電流隨環境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。
PLC的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以採用不同的電壓種類和電壓等級，但這種PLC平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應選擇前兩種輸出方式的PLC。
對存儲容量的選擇
對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關量進行控制的系統中，可以用輸入總點數乘10字/點＋輸出總點數乘5字/點來估算；計數器/定時器按（3～5）字/個估算；有運算處理時按（5～10）字/量估算；在有模擬量輸入/輸出的系統中，可以按每輸入/（或輸出）一路模擬量約需（80～100）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200字以上的數量粗略估算。最後，一般按估算容量的50～100％留有裕量。對缺乏經驗的設計者，選擇容量時留有裕量要大些。
對I/O響應時間的選擇
PLC的I/O響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在2～3個掃描週期）等。對開關量控制的系統，PLC和I/O響應時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O響應問題。但對模擬量控制的系統、特別是閉環系統就要考慮這個問題。
根據輸出負載的特點選型
不同的負載對PLC的輸出方式有相應的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的PLC有許多優點，如導通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級範圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的PLC。
對在線和離線編程的選擇
離線編程示指主機和編程器共用一個CPU，通過編程器的方式選擇開關來選擇PLC的編程、監控和運行工作狀態。編程狀態時，CPU只為編程器服務，而不對現場進行控制。專用編程器編程屬於這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個CPU，主機的CPU完成對現場的控制，在每一個掃描週期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發給主機，在下一個掃描週期主機將按新的程序對現場進行控制。計算機輔助編程既能實現離線編程，也能實現在線編程。在線編程需購置計算機，並配置編程軟件。採用哪種編程方法應根據需要決定。
據是否聯網通信選型
若PLC控制的系統需要聯入工廠自動化網絡，則PLC需要有通信聯網功能，即要求PLC應具有連接其他PLC、上位計算機及CRT等的接口。大、中型機都有通信功能，目前大部分小型機也具有通信功能。
對PLC結構形式的選擇
在相同功能和相同I/O點數據的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優點，要按實際需要選擇PLC的結構形式。
2 ．分配輸入/輸出點
一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應的。分配好後，按系統配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進行編號。
在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應在接入輸入點前，按邏輯關係接好線（如兩個觸點先串聯或並聯），然後再接到輸入點。
確定I/O通道範圍
不同型號的PLC，其輸入/輸出通道的範圍是不一樣的，應根據所選PLC型號，查閱相應的編程手冊，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關操作手冊。
部輔助繼電器
內部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時器/計數器時作數據存儲或數據處理用。從功能上講，內部輔助繼電器相當於傳統電控櫃中的中間繼電器。未分配模塊的輸入/輸出繼電器區以及未使用1：1。鏈接時的鏈接繼電器區等均可作為內部輔助繼電器使用。根據程序設計的需要，應合理安排PLC的內部輔助繼電器。
（整理自互聯網）
