Путь в мир PLC: как освоить программирование контроллеров с нуля

Для кого эта статья:

• Специалисты и инженеры в области автоматизации и промышленного производства
• Студенты технических вузов и выпускники, интересующиеся карьерой в автоматизации

• Люди, желающие повысить свою квалификацию или сменить профессию в сфере программирования PLC

  Мир автоматизации производства невозможно представить без программируемых логических контроллеров (PLC). Эти компактные промышленные компьютеры управляют всем — от конвейерных линий до нефтеперерабатывающих заводов, формируя фундамент Индустрии 4.0. Спрос на специалистов, владеющих навыками программирования PLC, растёт экспоненциально, а зарплаты исчисляются шестизначными суммами. Однако ландшафт образовательных программ настолько разнообразен, что без проводника легко потеряться. Этот гид поможет вам проложить свой путь в мире программирования контроллеров — от выбора первого курса до получения престижной международной сертификации. 🔧🧠

Изучая программирование PLC, вы неизбежно столкнётесь с необходимостью освоить и другие языки программирования. Python, как универсальный инструмент, идеально дополняет навыки автоматизации — он используется для обработки данных с PLC, создания HMI-интерфейсов и интеграции промышленных систем. Обучение Python-разработке от Skypro даст вам преимущество на рынке труда, позволив создавать комплексные решения автоматизации, объединяющие мир PLC с возможностями веб-технологий и анализа данных.

Что такое PLC и почему стоит освоить их программирование

Программируемый логический контроллер (PLC) — это специализированный промышленный компьютер, предназначенный для управления автоматизированными процессами в режиме реального времени. В отличие от обычных компьютеров, PLC разработаны для работы в жёстких промышленных условиях: они устойчивы к вибрациям, экстремальным температурам, электромагнитным помехам и другим неблагоприятным факторам производственной среды.

Архитектура PLC состоит из нескольких ключевых компонентов:

• Центральный процессор (CPU) — мозг системы, выполняющий программу управления
• Модули ввода/вывода — обеспечивают взаимодействие с датчиками и исполнительными механизмами
• Память — хранит программу и оперативные данные
• Коммуникационные интерфейсы — позволяют контроллеру взаимодействовать с другими устройствами
• Источник питания — обеспечивает стабильное электропитание системы

Программирование PLC выполняется с использованием специализированных языков, определённых стандартом IEC 61131-3. Этот стандарт включает пять языков программирования:

Почему стоит инвестировать время в изучение программирования PLC? Причин несколько:

• Стабильный спрос: Промышленная автоматизация — это направление, которое продолжает расширяться, причём большинство процессов автоматизации опираются на технологию PLC
• Высокая оплата труда: Специалисты по программированию PLC входят в число самых высокооплачиваемых инженерных профессий
• Разнообразие отраслей: Навыки программирования PLC востребованы практически во всех производственных секторах — от пищевой промышленности до нефтегазовой отрасли
• Глобальные перспективы: Технологии PLC универсальны во всём мире, что открывает возможности для международной карьеры
• Путь к Индустрии 4.0: PLC становятся ключевыми компонентами в развитии интеллектуальных производственных систем и промышленного интернета вещей (IIoT)

Александр Петров, ведущий инженер по автоматизации

Семь лет назад я был рядовым электриком на химическом заводе. Когда руководство решило модернизировать производственную линию, внедрив систему на базе Siemens S7, я вызвался пройти обучение. Первый курс по PLC был для меня настоящим испытанием — казалось, что я изучаю иностранный язык без словаря. Но постепенно, проект за проектом, всё становилось понятнее.

Через два года я уже самостоятельно запрограммировал систему управления реактором, сэкономив предприятию сотни тысяч рублей на услугах внешних интеграторов. Сегодня я руковожу отделом автоматизации, а моя зарплата выросла в 4,5 раза по сравнению с должностью электрика. Всё это благодаря систематическому изучению программирования PLC — сначала базовые курсы, затем углубленные программы по SCADA-системам и, наконец, сертификация Siemens.

Типы курсов программирования контроллеров: онлайн и офлайн

Образовательный ландшафт для изучения программирования PLC предлагает разнообразие форматов, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения. Рассмотрим основные типы курсов, доступные для специалистов в области автоматизации. 💻🏢

Онлайн-курсы по программированию PLC

Онлайн-образование в сфере промышленной автоматизации стремительно развивается, предлагая гибкость и доступность для специалистов по всему миру.

• Видеокурсы — записанные лекции и демонстрации, которые можно изучать в удобном темпе. Популярные платформы: Udemy, LinkedIn Learning, PLC Academy
• Интерактивные платформы — обучающие системы с возможностью практики на виртуальных PLC. Примеры: Automation Training, Factory I/O с интеграцией реальных программных сред
• Вебинары и онлайн-тренинги — живые сессии с инструкторами, позволяющие задавать вопросы в реальном времени
• Корпоративные онлайн-академии — обучающие порталы от производителей PLC: Siemens SITRAIN, Rockwell Automation University, ABB Robotics Academy

Преимущества онлайн-формата:

• Гибкий график обучения, возможность совмещать с работой
• Экономия на командировочных расходах
• Доступ к международным экспертам без географических ограничений
• Часто более низкая стоимость по сравнению с очными программами
• Возможность повторного просмотра материалов для лучшего усвоения

Ограничения:

• Меньше практики с реальным оборудованием (хотя некоторые курсы предлагают удалённый доступ к физическим стендам)
• Требуется высокая самодисциплина
• Ограниченное взаимодействие с преподавателем и другими студентами
• Не все программы имеют официальную сертификацию

Офлайн-курсы и тренинги

Традиционный формат обучения сохраняет актуальность, особенно для получения глубоких практических навыков.

• Авторизованные учебные центры — официальные программы от производителей PLC с сертифицированными инструкторами
• Университетские программы — курсы в рамках высшего образования или дополнительного профессионального образования
• Корпоративные тренинги — обучение, организованное непосредственно на предприятии под конкретные задачи
• Интенсивы и буткемпы — короткие, но насыщенные программы полного погружения

Преимущества офлайн-формата:

• Непосредственная работа с физическими контроллерами и промышленным оборудованием
• Прямое взаимодействие с инструктором и мгновенная обратная связь
• Нетворкинг с другими профессионалами отрасли
• Более структурированный процесс обучения с фиксированным расписанием
• Часто включают официальную сертификацию от производителя

Ограничения:

• Высокая стоимость, особенно с учётом командировочных расходов
• Необходимость отрыва от производства на время обучения
• Географическая привязка к месту проведения
• Фиксированный темп обучения, который может не подходить всем участникам

Гибридные форматы обучения, сочетающие онлайн-подготовку с очными практическими сессиями, становятся всё более популярными. Они предлагают баланс между удобством дистанционного обучения и ценностью практического опыта работы с реальным оборудованием. Такой подход особенно эффективен для компаний, которые стремятся минимизировать время отсутствия сотрудников на рабочих местах без ущерба для качества обучения.

Базовые и продвинутые курсы PLC: как выбрать подходящий

Выбор оптимальной программы обучения критически важен для эффективного освоения программирования PLC. Ключевой фактор успеха — соответствие уровня курса вашему текущему опыту и карьерным целям. 🎯📚

Базовые курсы: входные ворота в мир промышленной автоматизации

Начальные программы обучения созданы для формирования фундаментальных знаний и навыков работы с программируемыми логическими контроллерами. Они идеально подходят для:

• Инженеров-электриков, желающих расширить компетенции
• Выпускников технических вузов без опыта в автоматизации
• Специалистов смежных областей (механиков, энергетиков)
• Технических руководителей, стремящихся понять принципы работы PLC

Типичная программа базового курса включает:

• Введение в архитектуру и принципы работы PLC
• Основы языка релейно-контактных схем (Ladder Diagram)
• Базовые инструкции и операции (таймеры, счетчики, логические функции)
• Настройка аппаратной конфигурации и ввода/вывода
• Простое программирование и отладка
• Основы человеко-машинного интерфейса (HMI)

Продолжительность базовых курсов обычно составляет 20-40 часов. По окончании вы сможете разрабатывать и отлаживать простые программы для управления дискретными процессами, читать и модифицировать существующий код, настраивать базовую коммуникацию между устройствами.

Продвинутые курсы: глубокое погружение в технологии автоматизации

Углубленные программы предназначены для специалистов, уже имеющих базовые знания и опыт работы с PLC. Они фокусируются на сложных аспектах программирования и системной интеграции. Эти курсы подходят для:

• Инженеров по автоматизации с опытом от 1-2 лет
• Разработчиков систем управления, стремящихся повысить квалификацию
• Системных интеграторов, работающих над комплексными проектами
• Специалистов, переходящих на работу с новыми платформами PLC

Содержание продвинутых программ обычно включает:

• Структурированное программирование и управление кодом
• Продвинутые языки программирования (ST, FBD, SFC)
• Управление непрерывными процессами и PID-регулирование
• Промышленные сети и протоколы (Profinet, EtherNet/IP, Modbus)
• Интеграция с SCADA-системами и базами данных
• Обработка аварийных ситуаций и диагностика
• Оптимизация программ и производительности

Продолжительность продвинутых курсов варьируется от 40 до 120 часов. Выпускники таких программ способны разрабатывать комплексные системы автоматизации, внедрять передовые методы программирования, интегрировать различные компоненты в единую систему управления.

Мария Соколова, инженер-программист АСУ ТП

Когда я пришла работать на завод после университета, мне казалось, что моих знаний достаточно. Я хорошо знала теорию, немного программировала на С++ и была уверена, что быстро освою промышленные контроллеры. Реальность оказалась суровее: первый проект модернизации линии розлива стал настоящим кошмаром.

Решила исправить ситуацию и записалась на базовый курс по Siemens S7. Было странно сидеть за партой рядом с электриками, многие из которых никогда не программировали. Но именно этот курс дал мне понимание практической стороны: как реально работают биты и байты в контроллере, как правильно организовать проект, как отлаживать программу на работающем оборудовании.

Через полгода я уже сама вела небольшие проекты, а через два года, после продвинутого курса по SCADA и коммуникациям, возглавила направление диспетчеризации. Главный урок: в промышленной автоматизации важно начать с основ, даже если кажется, что это шаг назад. Фундамент должен быть прочным.

Как выбрать подходящий курс

При выборе программы обучения рекомендуется учитывать следующие факторы:

1. Оценка текущего уровня — честно оцените свои знания и опыт; если вы новичок в PLC, не пытайтесь сразу перейти к продвинутым темам
2. Целевая платформа — определите, с каким оборудованием вы будете работать (Siemens, Allen Bradley, Mitsubishi, Omron); курсы обычно специализируются на конкретных производителях
3. Соотношение теории и практики — отдавайте предпочтение программам с существенной практической составляющей (не менее 50% времени)
4. Квалификация преподавателей — инструкторы должны иметь реальный опыт промышленного программирования, а не только академические знания
5. Актуальность содержания — проверьте, что курс охватывает современные версии программного обеспечения и оборудования
6. Отзывы выпускников — изучите мнения тех, кто уже прошел обучение, особенно от профессионалов вашей отрасли

Важно понимать, что даже самый лучший курс — это только начало пути. Реальное мастерство приходит с практикой, работой над проектами и постоянным самообразованием. Многие специалисты формируют свою образовательную траекторию, комбинируя базовые курсы по одной платформе с продвинутыми программами по специализированным аспектам (например, безопасность, коммуникации, интеграция).

Эффективная стратегия обучения часто включает прохождение базового курса, практическую работу в течение 6-12 месяцев, а затем возвращение к образованию на более высоком уровне, когда накопленный опыт позволит максимально эффективно усваивать продвинутые концепции.

Специализированные направления обучения программированию PLC

По мере углубления в мир промышленной автоматизации многие инженеры сталкиваются с необходимостью специализации в конкретных областях применения PLC. Такой подход позволяет не только повысить профессиональную ценность, но и решать более сложные отраслевые задачи. 🏭⚙️

Рассмотрим ключевые специализированные направления обучения программированию PLC, которые пользуются наибольшим спросом в промышленности.

Управление непрерывными процессами и ПИД-регулирование

Специализация на управлении непрерывными процессами особенно востребована в химической, нефтегазовой, пищевой и фармацевтической отраслях. Курсы этого направления фокусируются на:

• Теории и практике ПИД-регулирования
• Каскадном и упреждающем управлении
• Настройке и оптимизации регуляторов
• Работе с аналоговыми сигналами и преобразователями
• Моделировании технологических процессов
• Специализированных функциональных блоках для процессного управления

Эти программы обычно включают работу со специализированными симуляторами или реальными моделями технологических процессов, позволяющими отрабатывать навыки настройки контуров регулирования в безопасной среде перед внедрением на реальном производстве.

Системы безопасности и функциональная безопасность

С ростом внимания к промышленной безопасности увеличивается спрос на специалистов, способных разрабатывать и обслуживать системы, соответствующие стандартам функциональной безопасности (IEC 61508, IEC 61511). Курсы по этому направлению охватывают:

• Принципы проектирования систем безопасности (SIS)
• Программирование контроллеров безопасности (Safety PLC)
• Анализ рисков и уровни полноты безопасности (SIL)
• Верификацию и валидацию программного обеспечения безопасности
• Диагностику и обработку отказов
• Документирование систем безопасности согласно нормативным требованиям

Эта специализация особенно ценится в отраслях с повышенным риском (нефтехимия, энергетика, горнодобывающая промышленность) и часто сопровождается отдельной сертификацией TÜV или подобных организаций.

Интеграция PLC с роботизированными системами

С развитием технологий Индустрии 4.0 всё более востребованными становятся навыки интеграции традиционных PLC с промышленными роботами. Специализированные курсы в этой области включают:

• Основы робототехники и программирования роботов
• Коммуникацию между PLC и роботизированными ячейками
• Координацию движений и синхронизацию процессов
• Обработку сигналов от систем машинного зрения
• Программирование гибких производственных ячеек
• Обеспечение безопасности человеко-робототехнических систем

Такие программы обучения часто проводятся совместно производителями PLC и роботов, давая комплексное понимание взаимодействия разных компонентов автоматизированной системы.

Промышленные сети и коммуникационные протоколы

В эпоху промышленного интернета вещей (IIoT) критически важными становятся навыки настройки и обслуживания промышленных сетей. Курсы этого направления охватывают:

• Архитектуру и принципы работы промышленных сетей (Profinet, EtherNet/IP, Modbus, Profibus)
• Настройку и диагностику сетевого оборудования
• Программирование обмена данными между контроллерами
• Интеграцию с IT-инфраструктурой предприятия
• Защиту промышленных сетей от киберугроз
• Масштабирование и оптимизацию сетевого трафика

Специалисты этого профиля становятся связующим звеном между OT (операционными технологиями) и IT (информационными технологиями), что делает их особенно ценными в современных проектах цифровизации производства.

Программирование HMI и SCADA-систем

Визуализация и диспетчерское управление — важнейшие компоненты современных систем автоматизации. Специализированные курсы в этой области фокусируются на:

• Проектировании эффективных человеко-машинных интерфейсов
• Разработке графических экранов и навигации
• Конфигурировании тревог и событий
• Создании отчетов и историческом архивировании данных
• Интеграции с базами данных и MES-системами
• Обеспечении удаленного доступа и веб-визуализации

Эти программы обычно включают работу с конкретными SCADA-пакетами (WinCC, FactoryTalk View, Wonderware InTouch) и охватывают как технические аспекты, так и принципы эргономики интерфейсов.

При выборе специализированного направления обучения рекомендуется учитывать не только текущие потребности, но и долгосрочные тенденции развития отрасли. Особенно перспективными являются области на стыке традиционной автоматизации и новых технологий: интеграция PLC с облачными сервисами, применение машинного обучения для оптимизации управления, использование дополненной реальности в промышленных интерфейсах.

Важно отметить, что специализированные курсы обычно требуют уверенного владения базовыми навыками программирования PLC. Попытка сразу перейти к узкоспециализированным темам без прочного фундамента редко бывает эффективной и может привести к фрагментарному пониманию материала.

Практика и сертификация: путь к профессиональному росту

Теоретические знания — только половина успеха в освоении программирования PLC. Настоящее мастерство приходит через практический опыт и подтверждается признанными в отрасли сертификациями. Эта комбинация навыков и официальных свидетельств открывает двери к карьерному росту и повышению стоимости специалиста на рынке труда. 🛠️🏆

Практические аспекты обучения программированию PLC

Эффективное практическое обучение может осуществляться различными способами:

• Лабораторные стенды — специализированное оборудование, моделирующее реальные производственные процессы в миниатюре. Работа на таких стендах позволяет безопасно отрабатывать навыки программирования без риска повреждения дорогостоящего оборудования
• Симуляторы и виртуальные PLC — программное обеспечение, эмулирующее работу контроллеров. Современные симуляторы (например, Factory I/O, SIMIT, PlcSim Advanced) позволяют создавать виртуальные модели производственных линий с высокой степенью реализма
• Учебные наборы — компактные комплекты, включающие контроллер, модули ввода/вывода и базовое периферийное оборудование. Такие наборы (например, Siemens SIMATIC S7-1200 Starter Kit) идеальны для самостоятельного обучения
• Стажировки на производстве — погружение в реальные проекты под руководством опытных специалистов. Этот формат даёт бесценный опыт работы с промышленными системами в эксплуатации
• Хакатоны и соревнования — мероприятия, где участники решают практические задачи автоматизации за ограниченное время. Например, соревнования WorldSkills в компетенции "Промышленная автоматизация"

Независимо от формата, качественная практика должна охватывать полный цикл разработки:

1. Проектирование системы и выбор компонентов
2. Конфигурирование аппаратной части
3. Написание и структурирование кода
4. Отладка программы с использованием встроенных инструментов
5. Тестирование на различных режимах работы и при нештатных ситуациях
6. Документирование программы и системы в целом

Для максимальной эффективности практическая работа должна составлять не менее 60-70% от общего времени обучения. Важно также, чтобы задания постепенно усложнялись, позволяя применять новые знания к уже освоенной базе.

Сертификация в области программирования PLC

Профессиональная сертификация выполняет несколько важных функций:

• Подтверждает уровень компетенции специалиста по объективным критериям
• Повышает конкурентоспособность на рынке труда
• Обеспечивает структурированный путь профессионального развития
• Даёт доступ к закрытым техническим ресурсам производителей
• Может быть требованием для участия в крупных проектах с высокими стандартами качества

В сфере программирования PLC существует несколько уровней сертификации:

Процесс получения сертификации обычно включает следующие этапы:

1. Прохождение авторизованного обучения (часто обязательное условие)
2. Накопление практического опыта (для среднего и высокого уровней)
3. Подготовка к сертификационному экзамену с использованием официальных материалов
4. Сдача теоретической части (обычно в форме теста)
5. Выполнение практического задания (для большинства профессиональных сертификаций)
6. Регулярное подтверждение квалификации (многие сертификаты требуют обновления каждые 2-3 года)

Построение карьерной траектории

Эффективная стратегия профессионального развития в области программирования PLC обычно включает следующие элементы:

1. Начальный этап (0-1 год):
   • Прохождение базового курса по выбранной платформе PLC
   • Получение начальной сертификации
   • Работа над простыми проектами под руководством наставника
   • Самостоятельное изучение документации и примеров программ
2. Этап развития (1-3 года):
   • Прохождение продвинутых курсов по специализированным темам
   • Получение сертификации среднего уровня
   • Участие в комплексных проектах с растущей степенью ответственности
   • Освоение смежных технологий (SCADA, HMI, промышленные сети)
3. Этап экспертизы (3+ лет):
   • Получение экспертных и специализированных сертификаций
   • Лидерство в сложных проектах автоматизации
   • Менторство и обучение младших специалистов
   • Участие в профессиональных сообществах и конференциях
   • Непрерывное отслеживание тенденций в отрасли

Важно отметить, что сертификации от разных производителей часто дополняют друг друга. Многие опытные специалисты обладают сертификатами от нескольких ведущих компаний (например, Siemens и Allen Bradley), что делает их универсальными профессионалами, способными работать с различными платформами.

Для поддержания актуальности навыков критически важно постоянное самообразование. Помимо формальных курсов и сертификаций, эффективными инструментами развития являются:

• Участие в вебинарах и технических конференциях производителей
• Членство в профессиональных сообществах (например, ISA – International Society of Automation)
• Подписка на специализированные издания и блоги
• Участие в форумах и дискуссионных группах по автоматизации
• Экспериментирование с новыми технологиями на домашних проектах

Комбинация глубоких практических навыков и признанных в отрасли сертификаций создаёт прочный фундамент для успешной карьеры в сфере промышленной автоматизации, открывая путь к позициям ведущего инженера, технического эксперта, руководителя проектов или консультанта по внедрению систем управления.

Освоение программирования PLC — это непрерывный путь профессионального роста, а не конечная точка. Технологии автоматизации стремительно эволюционируют, объединяясь с искусственным интеллектом, облачными системами и аналитикой данных. Инженеры, способные объединить фундаментальные знания в области PLC с理解анием новых технологических трендов, становятся бесценными специалистами. Ваша образовательная стратегия должна быть столь же адаптивной, как и системы, которые вы будете создавать. Инвестиции в качественные курсы, практический опыт и признанные сертификации — это не просто шаг к повышению заработной платы, а фундамент для значимого вклада в технологическое будущее промышленности.

Читайте также

• Как выбрать IT-курс программисту: эффективные вложения в образование
• Топ-10 курсов Android-разработки: как выбрать лучший и учиться
• Курсы по SAP: где учиться
• Как выбрать лучшую онлайн-школу программирования: рейтинг и критерии
• Гид по обучению облачным технологиям: как выбрать курс
• Лучшие курсы по DevOps: выбор для карьерного роста в IT-сфере
• Лучшие города для обучения IT: руководство по выбору локации
• Как выбрать IT-курс: 7 критериев качественного обучения
• 15 лучших курсов по тестированию безопасности для IT-специалистов
• Курсы по Python: где и как учиться