掌握PLC编程需要系统性地学习以下核心内容，这是一个从基础到进阶的实践性过程：

一、 核心基础知识

1. 电气基础

   • 电工原理： 电压/电流、交流/直流、继电器、接触器、传感器（接近开关/光电开关等）、执行器（电机/电磁阀）工作原理。
   • 电路图识图： 能读懂电气原理图（尤其I/O接线图）。
   • 安全规范： 理解电气安全操作规程（如急停电路、联锁保护）。

2. PLC硬件认知

   • PLC组成： CPU模块、电源模块、输入模块（数字量DI、模拟量AI）、输出模块（数字量DO、模拟量AO）、通讯模块、扩展模块。
   • 常见品牌型号： 西门子（S7-1200/1500）、罗克韦尔/AB（ControlLogix/CompactLogix）、三菱（FX/Q系列）、欧姆龙（NJ/NX系列）、施耐德（Modicon M系列）等主流品牌及系列。
   • I/O接线： 掌握开关量（源型/漏型）和模拟量（电压/电流）接线方式。

二、 PLC编程核心技能

3. 软件开发环境

   • 掌握特定品牌软件：
     • 西门子： TIA Portal (STEP 7 Basic/Professional)
     • 罗克韦尔/AB： Studio 5000 Logix Designer
     • 三菱： GX Works2/GX Works3
     • 欧姆龙： Sysmac Studio
     • 施耐德： EcoStruxure Machine Expert (原SoMachine/Unity Pro)
   • 软件操作： 项目创建、硬件组态、程序编写、下载、上传、在线监控、调试、强制变量。

4. PLC编程语言（IEC 61131-3标准）

   • 必须精通：
     • 梯形图： 最常用，易于理解，类似于继电器逻辑（重点学习：基本指令、定时器TON/TOF/TP、计数器CTU/CTD/CTUD、比较/数学/传送/转换指令）。
   • 需要掌握：
     • 功能块图： 图形化，适合复杂算法封装复用。
     • 结构化文本： 文本类，类似Pascal/C，适合复杂计算和算法（重要进阶）。
   • 了解：
     • 指令表： 底层指令，较少直接使用。
     • 顺序功能图： 描述工艺流程状态转移（常用于规划，执行靠其他语言）。

5. PLC工作原理

   • 扫描周期： 理解输入采样 -> 程序执行 -> 输出刷新 的循环过程（关键！）。
   • 立即I/O指令： 理解何时需要绕过扫描周期。
   • 中断处理： 理解高速计数、高速脉冲输出等场景下的应用。
   • 存储器类型： 输入映像区(I)、输出映像区(Q)、内部位存储器(M)、数据块(DB)/标签。

6. 基本控制逻辑与设计

   • 典型电路： 启保停电路、互锁/联锁控制、多地控制、顺序启停。
   • 定时器/计数器应用： 精准控制时间、计数场景。
   • 数据处理： 数据传送、比较、数学运算（整数/浮点数）、数据类型转换。
   • 程序结构： 主程序(OB1/Main Routine)、子程序/函数(FC/FB)、组织块/中断OB。

三、 关键应用技术

7. 模拟量处理

   • 原理： 理解4-20mA/0-10V等信号标准。
   • 模块配置： 硬件组态和量程设置。
   • 编程： 读取模拟量输入值（通常需标准化转换）、输出模拟量控制信号（如变频器速度、阀门开度）。
   • 滤波与校准： 处理信号干扰和漂移。

8. 通讯与网络

   • 常用协议： Modbus RTU/TCP (最常用)、PROFINET (西门子主流)、EtherNet/IP (AB主流)、CANopen、串口通讯(RS232/485)。
   • 应用场景：
     • PLC <-> HMI (人机界面)
     • PLC <-> 变频器/伺服驱动器
     • PLC <-> PLC (多PLC协同)
     • PLC <-> 仪表/传感器
     • PLC <-> 上位机/SCADA系统
   • 组态与编程： 掌握在软件中配置通讯参数、建立连接、编写通讯程序（数据交换/读写）。

9. 人机界面

   • HMI基础： 了解HMI（触摸屏）作用及其与PLC的关系。
   • 基本应用： 能在HMI上显示PLC数据（温度/压力/状态）、设置PLC参数（速度/时间）、控制设备启停（通过PLC）。需要学习HMI组态软件（如西门子WinCC Basic/Comfort Advanced， AB FactoryTalk View）。

10. 高级功能与编程优化

    • PID控制： 用于温度、压力、流量等过程量的闭环控制（理解原理，会调用PID指令块并整定参数）。
    • 结构化编程： 使用函数(FC)和函数块(FB)封装功能，提高代码复用性和可维护性。
    • 数组与结构体： 管理批量数据和复杂数据结构。
    • 间接寻址与指针： 高级应用，用于灵活处理数据。
    • 异常处理与诊断： 程序错误捕获、硬件故障诊断。

四、 实践与经验积累

11. 项目实践（最重要！）

    • 从简单项目入手（如小车往返控制、传送带控制、液位控制）。
    • 在真实PLC硬件上调试（仿真器是补充，无法完全替代）。
    • 调试技巧： 善用在线监控、状态表、趋势图、交叉引用、断点进行故障排查。
    • 文档能力： 编写清晰的程序注释、变量命名规范、系统操作说明。

12. 了解行业工艺

    • 关联行业： 熟悉你所从事或目标行业（如机械制造、汽车、化工、水处理、楼宇）的基本工艺流程和设备特性。

学习路径建议：

1. 打基础： 先学电气基础、PLC硬件原理。
2. 专精一厂： 选择一个主流品牌（如西门子或三菱）及其编程软件，深入学习LAD语言和基本应用。
3. 勤实践： 使用学习套件或仿真软件做大量练习（启保停、电机控制等）。
4. 拓能力： 掌握模拟量处理、基础通讯（如Modbus）、HMI连接。
5. 学规范： 培养结构化编程思想，学习FC/FB、DB使用。
6. 攻难点： 学习ST语言、PID控制、高级通讯协议（Profinet/EtherNet/IP）。
7. 做项目： 参与实际项目，积累调试经验，熟悉行业工艺。

核心要点： PLC编程是强实践性工程技能。理论学习是骨架，动手实践（尤其在真实硬件上调试）才是血肉。 选择主流平台、专注基础控制逻辑、大量项目锤炼是成为合格PLC工程师的关键。