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CODESYS平台PLC编程与项目开发 学习技能树

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32 个知识节点 · intermediate

发布者：积极大侠

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知识目录

基础概念

PLC基本概念与应用场景

理解CODESYS作为软PLC/IEC61131-3平台在通用工业自动化中的地位与适用行业

建议预留 30 分钟

学习目标

  • 理解CODESYS软PLC概念
  • 识别通用工业自动化中的PLC应用场景

关键概念

  • 软PLC
  • IEC61131-3
  • 工业化自动化

为什么学习

  • 作为项目开发工程师需理解PLC与CODESYS平台的整体定位，但无需深究历史细节

如何检验理解

  • 能说明CODESYS与传统硬PLC的差异及典型应用场景

基础概念

数制与数据类型（IEC61131-3）

掌握CODESYS中的BOOL/BYTE/INT/REAL/STRING等数据类型及内存映射，是ST编程的基础

建议预留 60 分钟

学习目标

  • 掌握CODESYS常用数据类型
  • 学会类型转换与内存映射理解

关键概念

  • 数据类型
  • 类型转换
  • BOOL/INT/REAL/STRING

为什么学习

  • 数据类型是CODESYS ST编程的直接基础，需熟练用于变量声明与数据处理

如何检验理解

  • 能正确声明各类变量并做类型转换

领域知识

电气图纸识读

读懂电气原理图、端子图与IO接线图，理解元器件回路作用，是I/O程序映射的前提

建议预留 60 分钟

学习目标

  • 读懂电气原理图与端子图
  • 建立硬件I/O点与程序变量的映射

关键概念

  • 电气原理图
  • 端子图
  • IO接线图
  • 回路分析

为什么学习

  • 目标能力地图要求电气图纸识读达到熟练，是电气工程师将硬件图纸转化为程序变量的基础

如何检验理解

  • 能根据端子图正确对应IO变量与物理点位

基础概念

PLC硬件架构组成

认识CODESYS Runtime所运行的控制硬件（IPC/PLC/嵌入式）及CPU、I/O模块、总线接口

建议预留 40 分钟

学习目标

  • 理解CODESYS运行硬件架构
  • 区分CPU、I/O模块、通信接口的功能

关键概念

  • Runtime
  • I/O模块
  • 通信接口

为什么学习

  • 项目开发需理解硬件组成以便正确选型与配置I/O，但不必掌握芯片级细节

如何检验理解

  • 能说出CODESYS Runtime的硬件载体类型并对应到项目选型

核心技能

模拟量处理与工程量转换

掌握模拟量I/O配置、A/D-D/A标定、工程量线性转换，处理温度压力等连续信号

建议预留 100 分钟

学习目标

  • 掌握模拟量I/O配置
  • 实现工程量线性标定转换

关键概念

  • A/D转换
  • 工程量转换
  • 标定
  • 模拟量

为什么学习

  • 模拟量处理是通用工业项目必备，需理解标定与转换原理并能在配置中应用

如何检验理解

  • 能配置模拟量通道并完成工程量线性转换

核心技能

PLC扫描周期与工作原理

理解任务扫描周期（循环/事件/定时任务）对CODESYS程序执行的影响，这是调试定时类问题的关键

建议预留 45 分钟

学习目标

  • 理解CODESYS任务扫描机制
  • 区分循环/事件/定时任务类型

关键概念

  • 任务扫描
  • 循环任务
  • 定时任务

为什么学习

  • 扫描周期直接影响程序时序与Task配置，是CODESYS项目开发必掌握的核心概念

如何检验理解

  • 能解释任务扫描周期对程序执行结果的影响

核心技能

Modbus RTU/TCP与EtherCAT通信

掌握Modbus RTU/TCP、EtherCAT等总线协议的配置与数据交换，是现场通信的核心能力

建议预留 120 分钟

学习目标

  • 掌握Modbus RTU/TCP配置
  • 了解EtherCAT从站配置

关键概念

  • Modbus RTU/TCP
  • EtherCAT
  • 寄存器映射
  • 从站配置

为什么学习

  • 目标能力地图要求现场总线通信达到熟练，需独立配置不同总线并解决问题

如何检验理解

  • 能独立配置Modbus RTU从站并完成数据读写

领域知识

传感器与执行器知识

了解接近开关、光电、温度压力传感器特性及变频器、伺服驱动器控制方式，支撑工艺逻辑设计

建议预留 60 分钟

学习目标

  • 识别常用工业传感器特性
  • 理解变频器伺服控制模式

关键概念

  • 接近开关
  • 光电传感器
  • 温度压力
  • 变频器
  • 伺服

为什么学习

  • 目标能力地图要求传感器执行器知识达到熟练，需理解典型器件特性以设计正确逻辑与接线

如何检验理解

  • 能根据传感器类型选择正确的信号接入方式

核心技能

CODESYS Visualization可视化开发

使用CODESYS Visualization设计人机界面，绑定变量实现参数化显示与操作

建议预留 120 分钟

学习目标

  • 掌握CODESYS Visualization基本开发
  • 实现变量绑定与报警显示

关键概念

  • Visualization
  • 变量绑定
  • 报警
  • 画面设计

为什么学习

  • 目标能力地图要求HMI/可视化达到熟练，需掌握CODESYS内置可视化工具完成界面开发

如何检验理解

  • 能为一个工艺设备设计可视化操作画面并绑定变量

核心技能

PID闭环控制

掌握CODESYS PID功能块的配置与参数整定，实现温度/压力等闭环调节工艺

建议预留 120 分钟

学习目标

  • 掌握PID原理与功能块用法
  • 学会参数整定方法

关键概念

  • PID
  • 比例积分微分
  • 整定
  • 闭环控制

为什么学习

  • 目标能力地图要求PID工艺逻辑达到熟练，需掌握功能块配置与基本整定方法

如何检验理解

  • 能配置PID功能块并完成简单温度闭环调节

核心技能

CODESYS开发环境操作

熟练使用CODESYS IDE进行工程创建、设备配置、在线下载与监控，是项目开发的核心工具

建议预留 120 分钟

学习目标

  • 熟练CODESYS IDE基本操作
  • 掌握工程创建与设备配置流程

关键概念

  • CODESYS IDE
  • 设备配置
  • 在线监控
  • 工程管理

为什么学习

  • 这是目标能力地图中的要求熟练项，需达到能独立搭建工程并完成全流程操作的水平

如何检验理解

  • 能独立创建CODESYS工程、配置设备并完成在线下载
  • 能使用监控表观察变量实时值

补充知识

CODESYS Safety功能安全基础

了解CODESYS Safety功能安全编程标准与安全回路设计基础概念

建议预留 45 分钟

学习目标

  • 了解Safety功能安全基本概念

关键概念

  • Safety PLC
  • 功能安全
  • 安全回路

为什么学习

  • 目标地图定位为nice_to_have入门级，仅需了解Safety编程安全概念存在即可

如何检验理解

  • 能说明Safety PLC的基本概念与应用场景

核心技能

I/O配置与地址映射

掌握CODESYS中数字量/模拟量I/O模块的添加、地址映射与滤波器设置

建议预留 90 分钟

学习目标

  • 掌握I/O模块添加与参数配置
  • 实现地址映射到程序变量

关键概念

  • I/O映射
  • 地址分配
  • 滤波器
  • 总线从站

为什么学习

  • 目标能力地图明确要求硬件I/O配置与映射达到熟练，需独立完成从总线到变量的完整配置

如何检验理解

  • 能独立添加EtherCAT总线从站并映射I/O地址到变量

补充知识

CODESYS SoftMotion运动控制

掌握轴配置、点位运动、电子齿轮等运动控制基础功能，适应带伺服的运动控制项目

建议预留 90 分钟

学习目标

  • 了解SoftMotion轴配置
  • 认识点位与连续运动控制

关键概念

  • SoftMotion
  • 轴配置
  • 点位运动
  • 电子齿轮

为什么学习

  • 目标能力地图将运动控制定位为入门级推荐项，了解基本轴控制概念即可先不深入

如何检验理解

  • 能配置一个简单运动轴并完成点位运动

补充知识

梯形图LAD编程基础

掌握IEC61131-3梯形图编程，用于电气工程师熟悉的图形化逻辑表达，与ST互补

建议预留 60 分钟

学习目标

  • 理解梯形图触点线圈逻辑
  • 能读懂梯形图程序

关键概念

  • 触点
  • 线圈
  • 常开常闭

为什么学习

  • 电气工程师需能看懂梯形图以协作与维护既有项目，但CODESYS项目以ST为主，仅需识别级别

如何检验理解

  • 能阅读并理解常见梯形图逻辑

核心技能

HMI与通信综合应用

将通信协议与可视化结合，实现上位机/触摸屏对PLC状态的完整监视与操作

建议预留 90 分钟

学习目标

  • 综合通信与可视化实现远程监控
  • 实现报警在人机界面的显示

关键概念

  • 远程监控
  • 报警显示
  • 综合应用

为什么学习

  • 目标地图要求HMI与总线通信结合应用达到熟练，需综合两者完成人机交互

如何检验理解

  • 能通过HMI实时监视并操作基于总线通信的设备

补充知识

OPC UA数据对接

了解CODESYS内置OPC UA服务器配置，实现与SCADA/MES系统数据交互

建议预留 60 分钟

学习目标

  • 了解OPC UA服务器配置

关键概念

  • OPC UA
  • SCADA
  • 数据交换

为什么学习

  • 目标地图将OPC UA定位为nice_to_have入门，了解配置方法即可，后续项目需要时再深入

如何检验理解

  • 能配置CODESYS OPC UA服务器并连接客户端读取变量

核心技能

ST基本位逻辑指令

掌握AND/OR/NOT/置位复位/边沿检测等位操作在ST与LAD中的实现

建议预留 90 分钟

学习目标

  • 掌握ST中位逻辑指令编写
  • 理解置位复位与边沿检测

关键概念

  • AND/OR/NOT
  • 置位复位
  • 边沿检测

为什么学习

  • 位逻辑是控制程序的最小构成单元，需理解其在ST中的写法以支撑后续模块化编程

如何检验理解

  • 能用ST编写启停互锁的基本逻辑

核心技能

定时器指令TON/TOF/TP

掌握CODESYS中TON/TOF/TP定时器功能块的使用，实现时间控制与延时逻辑

建议预留 75 分钟

学习目标

  • 掌握三种定时器功能块用法
  • 应用定时器实现延时控制

关键概念

  • TON
  • TOF
  • TP
  • 延时控制

为什么学习

  • 定时器是工业控制的基础功能块，需能在典型工艺逻辑中熟练应用

如何检验理解

  • 能用TON实现电机星三角启动延时

补充知识

计数器指令

掌握CTU/CTD/CTUD计数器功能块，用于产量统计、脉冲计数等

建议预留 60 分钟

学习目标

  • 了解计数器功能块基本用法

关键概念

  • CTU
  • CTD
  • 脉冲计数

为什么学习

  • 计数器在部分项目会用到，但非CODESYS项目开发核心，降至识别级别即可

如何检验理解

  • 能识别并理解计数器功能块的用法

核心技能

比较与运算指令（ST）

掌握ST中的比较、算术、逻辑运算表达式，是实现数值处理与算法的基础

建议预留 90 分钟

学习目标

  • 掌握ST算术与比较表达式
  • 理解运算优先级

关键概念

  • 算术运算
  • 比较运算
  • 表达式

为什么学习

  • ST表达式是CODESYS核心编程方式，需理解运算优先级与常用数值处理

如何检验理解

  • 能用ST表达式实现数值比较与计算

核心技能

功能块FB/函数FC与模块化设计

掌握CODESYS中PRG/FB/FUN的组织结构，学习面向复用的模块化封装方法，这是项目开发核心能力

建议预留 120 分钟

学习目标

  • 掌握PRG/FB/FUN三种程序组织单元
  • 学会接口设计实现功能块复用

关键概念

  • PRG
  • FB
  • FUN
  • 接口设计
  • 模块化

为什么学习

  • 目标能力地图明确要求程序模块化与复用设计达到熟练，需能达到独立设计功能块库的水平

如何检验理解

  • 能封装可复用的电机控制FB并在多个项目中调用

核心技能

程序调试与故障诊断

掌握CODESYS在线调试、断点、监控表、强制变量、Trace等调试方法，定位并修复程序问题

建议预留 120 分钟

学习目标

  • 掌握在线调试与断点监控方法
  • 运用强制与Trace定位问题

关键概念

  • 断点
  • 监控表
  • 强制变量
  • Trace
  • 在线调试

为什么学习

  • 目标能力地图明确要求调试与故障诊断达到熟练，是独立项目交付的关键能力

如何检验理解

  • 能通过断点与监控表定位逻辑缺陷并修复

补充知识

数据传送与移位（ST）

掌握MOVE、SHL/SHR等数据与移位操作，用于数据管理和序列控制

建议预留 45 分钟

学习目标

  • 了解数据传送与移位指令

关键概念

  • MOVE
  • SHL/SHR

为什么学习

  • 数据传送与移位在CODESYS常规项目中较少直接使用，识别即可，需要时可查阅

如何检验理解

  • 能识别并说明移位指令的应用场景

补充知识

功能块图FBD编程

了解FBD图形化连线编程方式，能读懂既有FBD程序即可，不必深入

建议预留 30 分钟

学习目标

  • 了解FBD基本概念

关键概念

  • 功能块图
  • 连线

为什么学习

  • FBD在部分设备厂风格中常用，但CODESYS通用项目以ST为主，仅需识别

如何检验理解

  • 能读懂基本FBD连线逻辑

核心技能

结构化文本ST高级编程

精通ST语言的IF/CASE/FOR/WHILE等控制结构与复杂算法编写，是CODESYS最核心编程方式

建议预留 150 分钟

学习目标

  • 精通ST语言全部控制结构
  • 编写复杂数据处理与算法

关键概念

  • IF/CASE
  • FOR/WHILE
  • 状态机
  • 复杂逻辑

为什么学习

  • 目标能力地图将ST编程列为核心且要求精通，需达到能独立编写复杂控制逻辑与算法级别

如何检验理解

  • 能用ST独立编写含状态机的复杂控制程序

核心技能

顺序功能图SFC编程

掌握SFC顺序控制编程，适合流程型自动化控制，与ST结合实现复杂工艺流程

建议预留 90 分钟

学习目标

  • 掌握SFC步、转移、动作概念
  • 用SFC设计顺序控制流程

关键概念

  • 步
  • 转移条件
  • 动作
  • 顺序控制

为什么学习

  • SFC是典型工艺逻辑设计的重要工具，需理解其步转移机制并能在流程控制中使用

如何检验理解

  • 能用SFC实现一个多工位顺序流程控制

补充知识

指令表IL编程

了解IL指令集作为历史遗留语言，CODESYS项目几乎不使用，仅作认识

建议预留 20 分钟

学习目标

  • 了解IL指令表语言基本概念

关键概念

  • IL
  • 指令表

为什么学习

  • IL在CODESYS实际项目中极少使用，仅需认识其存在即可，无需深入

如何检验理解

  • 能说出IL语言的基本特点

基础概念

IEC 61131-3标准总览

理解IEC61131-3五种语言的定位与PLCopen规范，作为编程语言体系的统摄框架

建议预留 40 分钟

学习目标

  • 理解五种IEC61131-3语言框架

关键概念

  • IEC61131-3
  • PLCopen
  • 五种语言

为什么学习

  • 作为理解五种语言关系的背景知识，识别级别足够，不需要深究标准条文

如何检验理解

  • 能概述五种IEC61131-3语言及适用场景

核心技能

典型工艺逻辑设计（启停/互锁/顺序/报警）

综合运用ST/SFC实现启停、互锁、顺序控制、报警处理等典型工业工艺模块

建议预留 150 分钟

学习目标

  • 设计典型启停互锁逻辑
  • 实现顺序控制与报警处理

关键概念

  • 启停
  • 互锁
  • 顺序控制
  • 报警
  • 安全联锁

为什么学习

  • 这是目标的核心落地能力，需综合所有前置技能独立完成典型工艺控制程序设计

如何检验理解

  • 能独立设计并实现一个含启停互锁顺序报警的完整工艺控制程序

补充知识

Git版本控制与工程文档管理

使用Git管理CODESYS工程源码，并撰写程序说明、IO清单等工程文档，支撑项目交付

建议预留 90 分钟

学习目标

  • 掌握Git基本提交管理
  • 理解工程文档规范

关键概念

  • Git
  • commit
  • 版本回溯
  • 工程文档

为什么学习

  • 目标地图将版本控制定位为入门推荐项，需掌握Git基本操作用于工程管理与协同

如何检验理解

  • 能用Git提交并回溯一个CODESYS工程版本

核心技能

项目全生命周期实战（完整案例）

从需求分析、方案设计、编程、仿真测试到现场调试验收完成一个完整CODESYS项目，综合所有能力

建议预留 300 分钟

学习目标

  • 独立完成项目全生命周期流程
  • 整合编程通信可视化调试所有能力

关键概念

  • 需求分析
  • 方案设计
  • 现场调试
  • 验收交付

为什么学习

  • 这是最终落地目标，需独立完成完整项目全流程以建立真实交付能力，验证所有技能整合

如何检验理解

  • 完整交付一个从需求到验收的CODESYS项目并出具调试报告

前置关系与知识联系

结合互动地图查看具体关系类型，再选择下一步。