PLC零基础学习指南:从入门到实战

一、PLC 是什么？为什么要学 PLC？

可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化的核心控制设备，广泛应用于汽车制造、食品包装、智能楼宇等领域。与传统继电器控制相比，PLC 具有高可靠性（平均无故障时间可达 10 万小时）、灵活编程（支持梯形图、结构化文本等多种语言）和强大扩展能力（可连接传感器、机器人、变频器等设备）三大优势。例如，一条汽车生产线的焊接、装配、检测等工序，均由 PLC 协调控制，实现 24 小时不间断生产。

图 1：PLC 基本结构框图，包含 CPU、存储器、输入 / 输出单元及外设接口

二、零基础入门：你需要掌握的基础知识

1. 电气控制基础

继电器逻辑：理解常开 / 常闭触点、线圈、自锁 / 互锁等概念（例如：电机正反转控制中的互锁电路）。

传感器与执行器：认识接近开关、光电传感器、电磁阀、伺服电机等常用设备的工作原理。

2. 编程逻辑基础

布尔代数：掌握与（AND）、或（OR）、非（NOT）逻辑运算，这是梯形图编程的核心。

时序控制：理解定时器（TON）、计数器（CTU）的应用场景（例如：交通灯的定时切换）。

三、核心学习步骤：从理论到实践

阶段 1：PLC 基本原理与结构（1-2 周）

学习目标：理解 PLC 如何 “思考” 和 “行动”

PLC 的工作过程分为输入采样→程序执行→输出刷新三个阶段，循环周期通常为 1-100ms。以西门子 S7-1200 为例，其硬件包括：

CPU 模块：核心处理器，如 S7-1214C DC/DC/DC（集成 14 输入 / 10 输出）。

输入单元：将传感器信号（如 24V DC）转换为数字信号。

输出单元：驱动外部设备（如继电器、晶体管输出）。

图 2：PLC 硬件配置简图，展示 CPU、I/O 模块及通信模块的连接

阶段 2：编程语言与软件操作（2-3 周）

推荐入门语言：梯形图（LD）

梯形图基于继电器控制电路演变而来，直观易懂，是工业现场最常用的语言。以下是一个电机启停控制的基础梯形图实例：

图 3：电机启停控制梯形图，I0.0 为启动按钮（常开），I0.1 为停止按钮（常闭），Q0.0 为电机输出线圈

关键指令解释：

自锁电路：Q0.0 常开触点与 I0.0 并联，实现按下启动按钮后持续输出。

停止控制：I0.1 常闭触点断开时，切断 Q0.0 线圈电源。

主流编程软件对比：

表 1：主流 PLC 编程软件对比（2025 年最新版本）

阶段 3：实践项目演练（1 个月）

推荐入门项目：

交通灯控制

需求：实现红、黄、绿灯按 “红 30s→黄 5s→绿 25s” 循环切换。

关键：使用定时器（T37、T38 等）控制时序，梯形图示例可参考搜索到的红绿灯控制逻辑图。

传送带分拣系统

需求：通过光电传感器检测物体，气缸推动不同尺寸物体到对应滑道。

扩展：添加计数器统计分拣数量，接入 HMI 显示实时数据。

图 4：小区供水 PLC 控制系统界面，展示设备状态监控与参数设置

四、资源推荐：官方教程 + 免费工具

1. 官方学习资源

西门子：TIA Portal Learning Journey 课程（40 小时，含虚拟仿真环境，官网链接）。

三菱：GX Works3 快速入门视频（含软元件初始化、程序下载，官网链接）。

罗克韦尔：Studio 5000 基础教程（覆盖 Logix Designer 操作，官网链接）。

2. 免费仿真工具

西门子 S7-PLCSIM：集成于 TIA Portal，无需硬件即可模拟程序运行。

GX Simulator：三菱 PLC 离线仿真软件，支持梯形图逻辑验证。

五、常见问题与解决方法

软件安装失败：确保系统满足要求（如 TIA Portal V20 需 Windows 10/11 64 位，8GB 内存），关闭杀毒软件后重试。

梯形图逻辑错误：使用软件的 “语法检查” 功能，重点排查触点方向（常开 / 常闭是否接反）、线圈重复输出。

实践设备不足：优先使用仿真软件，或购买低成本学习套件（如西门子 S7-1200 SMART Starter Kit）。六、学习路径总结

图 5：PLC 学习阶段划分，从基础知识到项目实践

基础期（1个月左右）：掌握电气控制 + 梯形图编程，完成 1-2 个实训项目。

进阶期（2 个月左右）：学习结构化编程（如 SCL 语言）、通信配置（Profinet/EtherNet/IP）。

实战期（3 个月左右）：参与实际项目，掌握故障诊断与系统优化（例如：通过 PLC 日志分析停机原因）。

通过以上步骤，零基础学习者可在 3~4个月内具备独立完成中小型 PLC 项目的能力。记住：编程能力源于实践，建议现场实训,不要在网上找视频纸上谈兵,结合真实场景思考控制逻辑，逐步积累工业自动化领域的核心竞争力。