# Factoryio_Plc

**Repository Path**: openwcs/factoryio_-plc

## Basic Information

- **Project Name**: Factoryio_Plc
- **Description**: 使用Factoryio 和西门子 PLC 实现自动入库控制
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-01-07
- **Last Updated**: 2026-01-07

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Factory I/O 完整使用教程

> Factory I/O 是一款专为工业自动化设计的3D仿真软件，广泛应用于PLC编程学习、教育培训、生产线设计与优化、设备调试和维护等领域。

---

## 📑 目录

1. [软件简介](#1-软件简介)
2. [快速入门](#2-快速入门)
   - [2.5 运行示例场景](#25-运行示例场景)
3. [环境搭建](#3-环境搭建)
4. [基础操作](#4-基础操作)
5. [设备与元器件详解](#5-设备与元器件详解)
6. [PLC通信配置](#6-plc通信配置)
7. [高级用法](#7-高级用法)
8. [典型应用场景](#8-典型应用场景)
9. [注意事项](#9-注意事项)
10. [最佳实践](#10-最佳实践)
11. [常见问题解答](#11-常见问题解答)
12. [学习资源](#12-学习资源)

---

## 0 项目预览(自动仓储)

![](images/warehouese_run.gif)

![](images/warehouse.png)

![适配西门子PLCSIM](images/warehouse_plc2.gif)



## 1. 软件简介

### 1.1 什么是 Factory I/O

Factory I/O 是由 Real Games 公司开发的一款3D工厂仿真软件，专为学习和教授自动化技术而设计。它提供了一个逼真的虚拟环境，让用户可以在没有实际硬件的情况下学习和测试PLC编程。

### 1.2 主要特点

| 特点 | 描述 |
|------|------|
| 🏭 逼真的3D仿真 | 提供真实的物理引擎和工业设备模型 |
| 🔌 多种I/O驱动 | 支持多种PLC和通信协议 |
| 📚 丰富的场景 | 内置20+工业应用场景 |
| 🎓 教学友好 | 适合从初学者到高级用户 |
| 🔧 高度可定制 | 支持自定义场景和设备配置 |

### 1.3 系统要求

#### 最低配置

| 组件 | 要求 |
|------|------|
| 操作系统 | Windows 7/8/10/11 (64位) |
| 处理器 | Intel Core i3 或同等AMD处理器 |
| 内存 | 4 GB RAM |
| 显卡 | 支持DirectX 11的显卡，1GB显存 |
| 硬盘空间 | 2 GB 可用空间 |

#### 推荐配置

| 组件 | 要求 |
|------|------|
| 操作系统 | Windows 10/11 (64位) |
| 处理器 | Intel Core i5 或更高 |
| 内存 | 8 GB RAM 或更高 |
| 显卡 | NVIDIA GTX 1050 或更高，4GB显存 |
| 硬盘空间 | 5 GB 可用空间（SSD推荐） |

---

## 2. 快速入门

### 2.1 下载与安装

#### 步骤一：获取软件

1. 访问 Factory I/O 官方网站：https://factoryio.com
2. 选择适合的版本下载（教育版/商业版）
3. 下载完成后得到安装包

#### 步骤二：安装软件

```
1. 双击安装包运行安装程序
2. 接受许可协议
3. 选择安装路径（建议保持默认）
4. 等待安装完成
5. 创建桌面快捷方式
```

#### 步骤三：激活软件

- **试用版**：安装后可免费试用30天
- **教育版**：需要教育机构许可证
- **完整版**：输入购买的许可证密钥

### 2.2 首次启动

1. **启动软件**：双击桌面图标启动 Factory I/O
2. **选择场景**：
   - 点击 **"New"** 创建新场景
   - 点击 **"Open"** 打开现有场景
   - 选择 **"Scenes"** 浏览预设场景

### 2.3 界面概览

```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  菜单栏: File | Edit | View | Run | Help                        │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  工具栏: [选择] [移动] [旋转] [缩放] [连接] [运行] [停止]        │
├─────────────────┬───────────────────────────────────────────────┤
│                 │                                               │
│   部件库面板     │              3D 场景视图                      │
│   (Parts)       │                                               │
│                 │                                               │
│   - 传感器      │                                               │
│   - 执行器      │                                               │
│   - 传送带      │                                               │
│   - 站点        │                                               │
│   - 其他        │                                               │
│                 │                                               │
├─────────────────┴───────────────────────────────────────────────┤
│  属性面板 / I/O面板 / 驱动配置面板                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```

### 2.4 基本操作快捷键

| 快捷键 | 功能 |
|--------|------|
| `W/A/S/D` | 视角移动（前/左/后/右） |
| `Q/E` | 视角上升/下降 |
| `鼠标右键拖动` | 旋转视角 |
| `鼠标滚轮` | 缩放视图 |
| `F` | 聚焦选中对象 |
| `Delete` | 删除选中对象 |
| `Ctrl+Z` | 撤销 |
| `Ctrl+Y` | 重做 |
| `Ctrl+S` | 保存场景 |
| `F5` | 运行仿真 |
| `F6` | 停止仿真 |

### 2.5 运行示例场景

Factory I/O 内置了20+预设场景，以下是运行这些示例场景的完整步骤。

#### 2.5.1 打开示例场景

```
步骤：
1. 启动 Factory I/O
2. 在启动界面点击 "Scenes"（场景）
3. 浏览并选择一个预设场景，如：
   - "From A to B"（初级，简单传送带）
   - "Sorting by Height"（中级，高度分拣）
   - "Automated Warehouse"（高级，自动仓库）
4. 双击打开场景
```

#### 2.5.2 选择控制方式

打开场景后，需要选择**如何控制**这个场景，有以下几种方式：

##### 方式1：使用内置控制器（最简单，无需PLC）

```
步骤：
1. 点击菜单 File → Drivers
2. 在驱动列表中选择 "Control I/O"
3. 点击 "Connect"
4. 按 F5 运行仿真
5. 在 Driver 面板中手动切换 I/O 状态来控制设备
```

适用场景：
- ✓ 初次了解场景结构
- ✓ 测试设备是否正常工作
- ✓ 不需要编写PLC程序的快速体验

##### 方式2：连接 TIA Portal + PLCSIM（推荐学习方式）

```
准备工作：
□ 安装 TIA Portal V15/V16/V17/V18
□ 安装 PLCSIM（TIA Portal自带）
□ 准备好对应的PLC程序

步骤：
1. 打开 TIA Portal，创建/打开项目
2. 编写对应场景的控制程序
3. 启动 PLCSIM，下载程序并切换到 RUN 模式
4. 在 Factory I/O 中：
   - File → Drivers
   - 选择 "Siemens S7-PLCSIM"
   - 配置 I/O 映射
   - 点击 "Connect"
5. 按 F5 运行仿真
```

##### 方式3：连接真实 PLC

```
准备工作：
□ PLC硬件（如 S7-1200/1500）
□ 网线连接 PC 和 PLC
□ 配置同一子网 IP
□ PLC程序已下载并运行

步骤：
1. File → Drivers
2. 选择对应驱动（如 "Siemens S7-1200/1500"）
3. 输入 PLC IP 地址
4. 配置 I/O 映射
5. 点击 "Connect"
6. 按 F5 运行
```

#### 2.5.3 I/O 映射配置

每个场景都有预定义的 I/O 点，需要与 PLC 地址对应：

```
配置步骤：
1. File → Drivers
2. 选择驱动后，点击 "CONFIGURATION" 标签
3. 查看场景的 I/O 点列表

示例映射：
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
│  Sensors（传感器 → PLC输入）                          │
│  ┌─────────────────────┬──────────┐                  │
│  │ Factory I/O 信号     │ PLC地址  │                  │
│  ├─────────────────────┼──────────┤                  │
│  │ Sensor 1            │ I0.0     │                  │
│  │ Sensor 2            │ I0.1     │                  │
│  │ Start Button        │ I0.2     │                  │
│  └─────────────────────┴──────────┘                  │
│                                                      │
│  Actuators（执行器 → PLC输出）                        │
│  ┌─────────────────────┬──────────┐                  │
│  │ Factory I/O 信号     │ PLC地址  │                  │
│  ├─────────────────────┼──────────┤                  │
│  │ Conveyor            │ Q0.0     │                  │
│  │ Pusher              │ Q0.1     │                  │
│  └─────────────────────┴──────────┘                  │
└──────────────────────────────────────────────────────┘

4. 根据你的 PLC 程序修改地址映射
5. 点击 "Connect"
```

#### 2.5.4 运行仿真

```
运行步骤：
1. 确认驱动已连接（状态显示 "Connected"）
2. 按 F5 或点击工具栏 ▶ 按钮启动仿真
3. 观察场景运行情况
4. 按 F6 停止仿真

仿真速度控制（菜单 Run → Simulation Speed）：
- 0.5x：慢速（用于调试观察）
- 1x：正常速度
- 2x：2倍速
- 4x：4倍速
```

#### 2.5.5 快速体验示例（无需PLC）

如果只想快速体验场景运行效果，无需任何 PLC 软件：

```
最简单的方法：
1. 打开任意场景（如 "From A to B"）
2. File → Drivers → 选择 "Control I/O" → Connect
3. 按 F5 运行仿真
4. 在右侧 Driver 面板中：
   ☑ 勾选 Actuators 下的输出（如 Conveyor）
   → 观察传送带开始运转
   ☑ 勾选 Emitter
   → 开始生成物料
5. 手动控制各设备，观察场景运行
```

#### 2.5.6 完整示例：运行 "From A to B" 场景

```
详细步骤：

1. 启动 Factory I/O

2. 点击 Scenes → 选择 "From A to B" → 打开

3. 配置驱动：
   File → Drivers → Control I/O → Connect

4. 按 F5 启动仿真

5. 在 Driver 面板中手动控制：
   ☑ 勾选 "Conveyor Entry"  → 入口传送带运转
   ☑ 勾选 "Conveyor Exit"   → 出口传送带运转
   ☑ 勾选 "Emitter"         → 开始生成物料

6. 观察物料从 A 点传送到 B 点

7. 取消勾选可停止相应设备

8. 按 F6 停止仿真，场景重置
```

#### 2.5.7 示例场景准备清单

| 场景名称 | 难度 | I/O 数量 | 建议控制方式 |
|----------|------|----------|--------------|
| From A to B | ⭐ | 2输入/2输出 | Control I/O 或 PLCSIM |
| Sensors | ⭐ | 4输入/3输出 | Control I/O |
| Sorting by Height | ⭐⭐ | 6输入/4输出 | PLCSIM |
| Pick & Place | ⭐⭐⭐ | 8输入/6输出 | PLCSIM |
| Automated Warehouse | ⭐⭐⭐⭐ | 15+输入/输出 | PLCSIM 或真实PLC |

> 💡 **小贴士**：
> - 首次使用建议先用 "Control I/O" 熟悉场景结构
> - 查看场景的 I/O 点了解需要控制的设备
> - 可以在场景中点击设备查看其属性和 I/O
> - 使用 `F` 键聚焦选中的设备，便于观察
> - 每个场景在官方文档都有对应的详细说明

---

## 3. 环境搭建

### 3.1 与西门子 PLC 连接

#### 3.1.1 使用 TIA Portal + PLCSIM

**所需软件：**
- TIA Portal V15/V16/V17/V18
- PLCSIM（集成于TIA Portal）
- Factory I/O 2.4 或更高版本

**配置步骤：**

1. **在TIA Portal中创建项目**
   ```
   ① 打开TIA Portal
   ② 创建新项目
   ③ 添加PLC设备（如S7-1200/S7-1500）
   ④ 配置PLC的IP地址
   ```

2. **配置PLCSIM**
   ```
   ① 在TIA Portal中启动PLCSIM
   ② 加载程序到虚拟PLC
   ③ 将PLC切换到RUN模式
   ```

3. **配置Factory I/O**
   ```
   ① 打开 Factory I/O
   ② 点击 File → Drivers
   ③ 选择 "Siemens S7-PLCSIM"
   ④ 配置连接参数
   ⑤ 点击 Connect
   ```

#### 3.1.2 使用真实 S7 PLC（S7-1200/S7-1500）

**网络配置要求：**

```
PLC IP地址：     192.168.0.1
PC IP地址：      192.168.0.100
子网掩码：       255.255.255.0
```

**TIA Portal 配置：**

1. 在设备属性中开启 `PUT/GET` 通信权限
2. 在保护设置中允许来自远程设备的访问
3. 确保防火墙开放102端口

**Factory I/O 配置：**

```
驱动类型：Siemens S7-1200/1500
PLC IP地址：192.168.0.1
Rack：0
Slot：1
```

### 3.2 与其他 PLC 连接

#### 3.2.1 支持的通信驱动

| 驱动类型 | 适用场景 |
|----------|----------|
| **Siemens S7-PLCSIM** | 与TIA Portal PLCSIM联动 |
| **Siemens S7-1200/1500** | 连接真实西门子PLC |
| **Siemens S7-300/400** | 连接老款西门子PLC |
| **Allen-Bradley Logix** | 连接AB PLC |
| **Modbus TCP/IP Client** | 支持Modbus协议的设备 |
| **Modbus TCP/IP Server** | 作为Modbus服务器 |
| **OPC Client DA** | 连接OPC DA服务器 |
| **OPC UA Client** | 连接OPC UA服务器 |
| **Control I/O** | 软件内置控制 |
| **Automgen Server** | 连接Automgen软件 |

#### 3.2.2 Modbus TCP/IP 配置示例

```
驱动类型：Modbus TCP/IP Client
服务器IP：127.0.0.1（或PLC IP）
端口：502
单元ID：1
寄存器映射：
  - 输入寄存器：从地址0开始
  - 保持寄存器：从地址0开始
  - 线圈：从地址0开始
  - 离散输入：从地址0开始
```

### 3.3 网络配置清单

```
□ 确认Factory I/O和PLC在同一子网
□ 检查网线连接（如使用真实PLC）
□ 关闭或配置Windows防火墙
□ 确认通信端口未被占用
  - S7协议：102端口
  - Modbus：502端口
  - OPC UA：4840端口
□ 测试网络连通性（ping命令）
```

---

## 4. 基础操作

### 4.1 创建新场景

1. **启动Factory I/O**
2. **选择 File → New**
3. **从部件库拖放设备到场景中**

### 4.2 添加设备

#### 拖放操作

1. 在左侧部件库中找到需要的设备
2. 点击并拖动到3D场景中
3. 释放鼠标放置设备

#### 对齐与定位

```
- 按住 Shift + 移动：启用网格对齐
- 使用移动工具：精确定位
- 使用旋转工具：调整设备方向
- 右键菜单 → Transform：输入精确坐标
```

### 4.3 连接与配置I/O

#### 查看设备I/O

1. 选中设备
2. 在属性面板查看 **Sensors**（传感器）和 **Actuators**（执行器）

#### 配置I/O映射

1. 点击 **File → Drivers**
2. 选择驱动类型
3. 在 **I/O Points** 标签页配置地址映射

```
示例I/O映射：
传感器（输入）：
  - Sensor 1 → I0.0
  - Sensor 2 → I0.1
  
执行器（输出）：
  - Conveyor → Q0.0
  - Emitter → Q0.1
```

### 4.4 运行仿真

#### 仿真模式

| 模式 | 说明 |
|------|------|
| **Run** (F5) | 启动仿真，物理引擎开始工作 |
| **Pause** | 暂停仿真 |
| **Stop** (F6) | 停止仿真，重置场景 |

#### 仿真速度控制

```
- 1x：正常速度
- 2x：2倍速
- 4x：4倍速
- 0.5x：慢速（用于调试）
```

### 4.5 保存与加载场景

```
保存场景：File → Save (Ctrl+S)
另存为：File → Save As
打开场景：File → Open (Ctrl+O)
场景文件格式：*.factoryio
```

---

## 5. 设备与元器件详解

### 5.1 传感器类型

| 传感器类型 | 功能描述 | 典型应用 |
|------------|----------|----------|
| **Diffuse Sensor（漫反射传感器）** | 检测一定范围内的物体 | 物体检测 |
| **Retroreflective Sensor（回归反射传感器）** | 配合反光板检测物体 | 精确位置检测 |
| **Capacitive Sensor（电容传感器）** | 检测各种材质物体 | 液位检测 |
| **Inductive Sensor（电感传感器）** | 检测金属物体 | 金属检测 |
| **Vision Sensor（视觉传感器）** | 检测颜色和形状 | 质量检测、分拣 |

### 5.2 执行器类型

| 执行器类型 | 功能描述 | 控制方式 |
|------------|----------|----------|
| **Conveyor（传送带）** | 运输物料 | 单向/双向，变速 |
| **Pusher（推料器）** | 推动物体 | 伸出/缩回 |
| **Pick & Place（拾放机构）** | 抓取和放置物体 | 多轴运动 |
| **Turntable（转台）** | 旋转物体或改变方向 | 旋转角度控制 |
| **Elevator（升降机）** | 垂直搬运 | 上升/下降 |

### 5.3 物料生成与移除

| 设备 | 功能 |
|------|------|
| **Emitter（发射器）** | 生成物料（盒子、托盘等） |
| **Remover（移除器）** | 移除/销毁物料 |

### 5.4 控制元件

| 元件 | 功能 |
|------|------|
| **Push Button（按钮）** | 手动触发信号 |
| **Emergency Stop（急停按钮）** | 紧急停止 |
| **Selector Switch（选择开关）** | 模式选择 |
| **Indicator Light（指示灯）** | 状态显示 |
| **Digital Display（数字显示器）** | 数值显示 |

### 5.5 常用传送带配置

```
直线传送带：
  - 速度：0.5-2.0 m/s
  - 方向：正向/反向
  - 控制：启动/停止

弯道传送带：
  - 90°/180° 转弯
  - 自动方向引导

重力滚筒：
  - 无需电力驱动
  - 利用重力输送
```

---

## 6. PLC通信配置

### 6.1 西门子 S7-PLCSIM 详细配置

#### 步骤一：TIA Portal 项目配置

```
1. 创建新项目
2. 添加S7-1500 CPU（推荐CPU 1516）
3. 创建PLC程序：
   - 添加FB/FC块
   - 创建全局DB用于I/O映射
   
4. 程序示例（SCL语言）：
   // 传送带控制
   IF "Start_Button" AND NOT "Emergency_Stop" THEN
       "Conveyor_Motor" := TRUE;
   ELSE
       "Conveyor_Motor" := FALSE;
   END_IF;
```

#### 步骤二：编译与下载

```
1. 编译项目（Ctrl+B）
2. 启动PLCSIM
3. 下载程序到PLCSIM
4. 将PLC切换到RUN模式
```

#### 步骤三：Factory I/O 配置

```
1. File → Drivers
2. 驱动选择：Siemens S7-PLCSIM
3. 配置I/O点：
   - 添加输入标签（映射到传感器）
   - 添加输出标签（映射到执行器）
4. 点击 Connect
5. 状态显示 "Connected" 表示成功
```

### 6.2 I/O 地址映射

#### 西门子地址格式

```
输入（I）：
  I0.0 - I0.7  （第一字节位输入）
  IB0          （第一字节输入）
  IW0          （第一字输入）
  ID0          （第一双字输入）

输出（Q）：
  Q0.0 - Q0.7  （第一字节位输出）
  QB0          （第一字节输出）
  QW0          （第一字输出）
  QD0          （第一双字输出）

数据块（DB）：
  DB1.DBX0.0   （DB1的第0字节第0位）
  DB1.DBB0     （DB1的第0字节）
  DB1.DBW0     （DB1的第0字）
  DB1.DBD0     （DB1的第0双字）
```

#### 典型映射表

| Factory I/O 设备 | 信号类型 | PLC地址 | 说明 |
|------------------|----------|---------|------|
| Sensor at Entry | Input | I0.0 | 入口传感器 |
| Sensor at Exit | Input | I0.1 | 出口传感器 |
| Start Button | Input | I0.2 | 启动按钮 |
| Stop Button | Input | I0.3 | 停止按钮 |
| Conveyor | Output | Q0.0 | 传送带电机 |
| Green Light | Output | Q0.1 | 绿色指示灯 |
| Red Light | Output | Q0.2 | 红色指示灯 |

### 6.3 Modbus 通信配置

#### Modbus 地址类型

| 寄存器类型 | 功能码 | 地址范围 | 读/写 |
|------------|--------|----------|-------|
| Coils（线圈） | 01/05/15 | 0-65535 | 读/写 |
| Discrete Inputs（离散输入） | 02 | 0-65535 | 只读 |
| Holding Registers（保持寄存器） | 03/06/16 | 0-65535 | 读/写 |
| Input Registers（输入寄存器） | 04 | 0-65535 | 只读 |

#### Factory I/O Modbus 配置

```
驱动：Modbus TCP/IP Client
主机：192.168.0.1（或localhost）
端口：502
单元ID：1

地址映射示例：
  输入点 → Input Registers 或 Discrete Inputs
  输出点 → Coils 或 Holding Registers
```

---

## 7. 高级用法

### 7.1 自定义场景设计

#### 设计原则

```
1. 明确控制目标
2. 绘制工艺流程图
3. 确定I/O点数量
4. 规划设备布局
5. 考虑安全联锁
```

#### 场景布局技巧

```
✓ 传送带对齐：使用网格对齐功能
✓ 传感器位置：放置在关键检测点
✓ 预留空间：便于后期扩展
✓ 视角设置：保存常用视角
```

### 7.2 复杂控制逻辑

#### 顺序控制（SFC）

```
适用场景：
- 物料搬运流程
- 装配序列
- 批处理操作

实现方式：
- 使用GRAPH（TIA Portal）
- 使用顺序功能图编程
```

#### 多工位协调

```
示例：三工位装配线

工位1（上料）→ 工位2（加工）→ 工位3（下料）

控制要点：
1. 工位间的握手信号
2. 缓冲区管理
3. 节拍同步
```

### 7.3 数据监控与记录

#### 使用HMI功能

```
Factory I/O 支持的显示元件：
- 数字显示器：显示计数、速度等
- 指示灯：显示状态
- 仪表盘：模拟仪表显示
```

#### 数据记录

```
1. 在PLC程序中添加计数和统计逻辑
2. 使用DB块存储生产数据
3. 通过OPC或其他方式导出数据
```

### 7.4 故障模拟与诊断

#### 模拟故障场景

```
1. 传感器失效
   - 手动强制传感器输出
   
2. 执行器卡死
   - 禁用执行器响应
   
3. 通信中断
   - 断开驱动连接

4. 物料堵塞
   - 在场景中制造堵塞条件
```

#### 诊断功能

```
Factory I/O 提供的诊断工具：
- I/O监视窗口
- 实时状态显示
- 驱动连接状态
- 仿真日志
```

### 7.5 与SCADA系统集成

#### OPC UA 连接

```
1. Factory I/O 配置 OPC UA Server
2. SCADA 作为 OPC UA Client 连接
3. 配置节点映射
4. 实现数据交换和监控
```

#### 典型应用

```
- 生产数据采集
- 远程监控
- 历史数据记录
- 报表生成
```

---

## 8. 典型应用场景

### 8.1 内置场景列表

Factory I/O 提供20+预设场景，难度从初级到高级：

#### 初级场景

| 场景名称 | 描述 | 学习重点 |
|----------|------|----------|
| **From A to B** | 简单传送带运输 | 基础I/O控制 |
| **Sensors** | 传感器应用 | 各类传感器使用 |
| **Sorting by Height** | 按高度分拣 | 传感器检测+分拣逻辑 |

#### 中级场景

| 场景名称 | 描述 | 学习重点 |
|----------|------|----------|
| **Sorting by Weight** | 按重量分拣 | 模拟量处理 |
| **Assembler** | 装配工站 | 多步骤顺序控制 |
| **Pick & Place** | 拾放操作 | 机械手控制 |
| **Palletizer** | 码垛机 | 复杂运动控制 |

#### 高级场景

| 场景名称 | 描述 | 学习重点 |
|----------|------|----------|
| **Automated Warehouse** | 自动化仓库 | 仓储管理系统 |
| **Production Line** | 生产线 | 完整生产流程 |
| **Buffer Station** | 缓冲站 | 物料缓冲管理 |

### 8.2 场景实例：传送带分拣系统

#### 系统描述

```
功能：根据物料颜色将产品分拣到不同出口

设备清单：
- 1x 入口传送带
- 1x 视觉传感器
- 3x 分拣传送带
- 2x 推料器
- 1x 物料发射器
- 1x 物料移除器
```

#### I/O分配

```
输入：
- I0.0：启动按钮
- I0.1：停止按钮
- I0.2：入口传感器
- I0.3：视觉传感器（蓝色）
- I0.4：视觉传感器（绿色）
- I0.5：视觉传感器（金属）

输出：
- Q0.0：主传送带
- Q0.1：推料器1（蓝色）
- Q0.2：推料器2（绿色）
- Q0.3：分拣传送带1
- Q0.4：分拣传送带2
- Q0.5：分拣传送带3
```

#### 控制逻辑（伪代码）

```
IF Start_Pressed AND NOT Stop_Pressed THEN
    Main_Conveyor := ON
    
    IF Blue_Detected THEN
        Pusher1 := ON  // 推向蓝色出口
    ELSIF Green_Detected THEN
        Pusher2 := ON  // 推向绿色出口
    ELSE
        // 继续前进到默认出口
    END_IF
ELSE
    All_Outputs := OFF
END_IF
```

### 8.3 场景实例：自动化立体仓库

#### 系统描述

```
功能：实现货物的自动存取

设备清单：
- 堆垛机（X/Y/Z三轴运动）
- 货架系统（多层多列）
- 入库传送带
- 出库传送带
- 多个传感器
```

#### 控制要点

```
1. 货位管理
   - 货位编码（行/列/层）
   - 空货位检测
   - 货位分配算法

2. 堆垛机控制
   - 定位控制
   - 速度控制
   - 货叉伸缩控制

3. 任务调度
   - 入库任务队列
   - 出库任务队列
   - 优先级管理
```

---

## 9. 注意事项

### 9.1 软件使用注意事项

#### ⚠️ 版本兼容性

```
✗ 避免的情况：
  - 不同版本的场景文件可能不兼容
  - 驱动版本与PLC软件版本不匹配

✓ 建议做法：
  - 使用相同版本进行项目开发
  - 更新前备份项目文件
  - 记录软件版本信息
```

#### ⚠️ 性能优化

```
问题：场景复杂时仿真卡顿

解决方案：
1. 减少场景中的物体数量
2. 简化不必要的视觉效果
3. 关闭不需要的后台程序
4. 升级显卡驱动
5. 适当降低仿真速度
```

### 9.2 通信配置注意事项

#### ⚠️ 网络配置

```
常见问题：无法连接PLC

检查清单：
□ IP地址是否在同一子网
□ 防火墙是否阻止通信
□ 端口是否被占用
□ PLC是否在RUN模式
□ 驱动选择是否正确
```

#### ⚠️ I/O映射

```
常见问题：I/O信号不工作

检查清单：
□ 地址格式是否正确
□ 数据类型是否匹配
□ 读/写方向是否正确
□ 是否存在地址冲突
□ PLC程序是否正确运行
```

### 9.3 安全注意事项

#### ⚠️ 仿真与现实

```
重要提醒：
仿真环境无法完全替代实际设备测试

注意事项：
1. 仿真验证后仍需实际设备测试
2. 注意仿真与实际设备的差异
3. 考虑实际环境中的安全因素
4. 急停和安全联锁必须单独验证
```

### 9.4 数据备份

```
备份建议：
1. 定期保存项目文件
2. 使用版本控制（如Git）
3. 备份PLC程序和配置
4. 记录配置参数
5. 云端备份重要文件
```

---

## 10. 最佳实践

### 10.1 学习路径建议

```
阶段一：入门（1-2周）
├── 熟悉软件界面
├── 完成内置教程
├── 尝试简单场景
└── 理解I/O概念

阶段二：基础（2-4周）
├── 学习PLC基础编程
├── 配置PLC通信
├── 完成中级场景
└── 掌握常用设备

阶段三：进阶（1-2月）
├── 设计自定义场景
├── 复杂控制逻辑
├── 故障诊断
└── 系统优化

阶段四：高级（持续学习）
├── SCADA集成
├── 高级算法应用
├── 实际项目经验
└── 持续更新知识
```

### 10.2 项目开发流程

```
1. 需求分析
   └── 明确控制目标和功能要求

2. 系统设计
   ├── 工艺流程设计
   ├── I/O点规划
   └── 控制策略设计

3. 场景搭建
   ├── 设备布局
   ├── I/O配置
   └── 通信设置

4. 程序开发
   ├── PLC程序编写
   ├── 调试测试
   └── 功能验证

5. 优化完善
   ├── 性能优化
   ├── 异常处理
   └── 文档编写
```

### 10.3 编程规范

#### PLC程序结构

```
推荐结构：
Main (OB1)
├── 初始化程序 (FC/FB)
├── 输入处理 (FC)
├── 控制逻辑 (FB)
│   ├── 自动模式
│   ├── 手动模式
│   └── 安全联锁
├── 输出处理 (FC)
└── 故障诊断 (FC)
```

#### 命名规范

```
变量命名示例：
bStart_Button    // 布尔型_启动按钮
bStop_Button     // 布尔型_停止按钮
bSensor_Entry    // 布尔型_入口传感器
bMotor_Conveyor  // 布尔型_传送带电机

iCounter_Parts   // 整型_零件计数
rSpeed_Conveyor  // 实数_传送带速度
```

### 10.4 调试技巧

```
1. 分步调试
   - 先测试单个设备
   - 再测试设备组合
   - 最后整体调试

2. 使用监视功能
   - 监视I/O状态
   - 跟踪变量变化
   - 记录调试过程

3. 故障排除
   - 从简单到复杂
   - 隔离问题区域
   - 对比正常情况

4. 日志记录
   - 记录调试步骤
   - 保存配置参数
   - 总结经验教训
```

### 10.5 团队协作

```
协作建议：
1. 统一开发环境和版本
2. 制定命名和编码规范
3. 使用版本控制系统
4. 定期代码评审
5. 编写技术文档
6. 知识共享和培训
```

---

## 11. 常见问题解答

### Q1: Factory I/O 无法连接PLC？

```
排查步骤：
1. 检查IP地址配置是否正确
2. 确认在同一子网内
3. 检查防火墙设置
4. 确认PLC在RUN模式
5. 重启Factory I/O和PLC软件
6. 检查驱动配置是否正确
```

### Q2: 仿真运行很卡顿？

```
优化建议：
1. 减少场景中的物体数量
2. 降低图形质量设置
3. 关闭不必要的后台程序
4. 更新显卡驱动
5. 检查电脑配置是否满足要求
```

### Q3: I/O信号不工作？

```
检查步骤：
1. 确认通信连接正常
2. 检查I/O地址映射是否正确
3. 验证PLC程序逻辑
4. 使用监视窗口查看信号状态
5. 检查数据类型是否匹配
```

### Q4: 物料穿过传送带？

```
解决方法：
1. 检查传送带高度设置
2. 调整物料生成位置
3. 确保传送带正确对齐
4. 检查物理参数设置
```

### Q5: 如何提高仿真精度？

```
建议：
1. 使用合适的仿真速度（1x或更慢）
2. 正确配置物理参数
3. 合理设置传感器位置
4. 考虑实际设备响应时间
```

### Q6: 场景文件打不开？

```
可能原因和解决方法：
1. 版本不兼容 → 使用相同版本打开
2. 文件损坏 → 从备份恢复
3. 路径问题 → 避免中文路径
4. 权限问题 → 以管理员身份运行
```

---

## 12. 学习资源

### 12.1 官方资源

| 资源 | 链接 |
|------|------|
| 官方网站 | https://factoryio.com |
| 官方文档 | https://docs.factoryio.com |
| 官方论坛 | https://forum.factoryio.com |
| YouTube频道 | Factory I/O 官方频道 |

### 12.2 学习材料

```
推荐学习路径：
1. Factory I/O 官方教程视频
2. 西门子TIA Portal培训资料
3. PLC编程基础教程
4. 工业自动化相关书籍
```

### 12.3 社区资源

```
国内资源：
- CSDN博客（搜索Factory IO教程）
- B站视频教程
- 知乎专栏
- 微信公众号（工控相关）

国外资源：
- YouTube教程
- Reddit自动化社区
- LinkedIn学习
- Udemy课程
```

### 12.4 配套软件

| 软件 | 用途 | 获取方式 |
|------|------|----------|
| TIA Portal | 西门子PLC编程 | 西门子官网 |
| PLCSIM | PLC仿真 | TIA Portal自带 |
| CODESYS | 通用PLC编程 | 官方免费版 |
| Modbus Poll/Slave | Modbus测试工具 | 官网下载 |
| OPC UA Client | OPC通信测试 | 开源工具 |

---

## 附录

### 附录A：常用地址对照表

#### 西门子S7地址格式

| 地址类型 | 格式示例 | 说明 |
|----------|----------|------|
| 位输入 | I0.0 | 第0字节第0位输入 |
| 字节输入 | IB0 | 第0字节输入 |
| 字输入 | IW0 | 第0字输入 |
| 位输出 | Q0.0 | 第0字节第0位输出 |
| 字节输出 | QB0 | 第0字节输出 |
| 数据块位 | DB1.DBX0.0 | DB1第0字节第0位 |

### 附录B：快捷键速查表

| 功能 | 快捷键 |
|------|--------|
| 新建场景 | Ctrl+N |
| 打开场景 | Ctrl+O |
| 保存场景 | Ctrl+S |
| 撤销 | Ctrl+Z |
| 重做 | Ctrl+Y |
| 运行仿真 | F5 |
| 停止仿真 | F6 |
| 删除对象 | Delete |
| 复制 | Ctrl+C |
| 粘贴 | Ctrl+V |
| 聚焦对象 | F |
| 全屏 | F11 |

### 附录C：故障排除检查清单

```
□ 软件版本是否最新
□ 驱动是否正确安装
□ 网络连接是否正常
□ 防火墙是否允许通信
□ PLC是否在RUN模式
□ I/O地址是否正确映射
□ 数据类型是否匹配
□ 场景文件是否损坏
□ 系统资源是否充足
□ 显卡驱动是否更新
```

---

## 附录：常见问题解决

### A.1 PLCSIM 中文显示乱码问题

PLCSIM（特别是 PLCSIM Advanced）在中文 Windows 系统上可能出现界面乱码或显示异常，以下是解决方案：

#### 方案一：修改系统区域设置（推荐）

1. **打开区域设置**
   - 按 `Win + I` 打开设置
   - 搜索"区域设置"或进入：设置 → 时间和语言 → 语言和区域

2. **修改管理语言设置**
   - 点击「管理语言设置」或「相关设置」中的「管理」
   - 点击「更改系统区域设置」按钮

3. **设置为英文区域**
   - 将「当前系统区域设置」改为 `English (United States)`
   - **不要勾选** "Beta版: 使用 Unicode UTF-8 提供全球语言支持"
   - 点击确定并重启电脑

4. **重启后启动 PLCSIM**
   - PLCSIM 界面应该正常显示（英文界面）

> ⚠️ 注意：修改系统区域可能影响其他软件的中文显示

#### 方案二：使用兼容性模式运行

1. **找到 PLCSIM 启动程序**
   ```
   PLCSIM: C:\Program Files (x86)\Siemens\Automation\PLCSIM\bin\
   PLCSIM Advanced: C:\Program Files\Siemens\Automation\PLCSIM Advanced\
   ```

2. **右键 → 属性 → 兼容性**
   - 勾选「以兼容模式运行这个程序」
   - 选择「Windows 7」或「Windows 8」
   - 勾选「以管理员身份运行此程序」

3. **点击确定并重新启动程序**

#### 方案三：创建英文环境启动脚本

创建一个批处理文件 `StartPLCSIM.bat`：

```batch
@echo off
chcp 437
set LANG=en_US
set LC_ALL=en_US

REM PLCSIM V16/V17 路径（根据实际安装路径修改）
cd /d "C:\Program Files (x86)\Siemens\Automation\PLCSIM\bin"
start Siemens.Simatic.PlcSim.exe

REM 或者 PLCSIM Advanced
REM cd /d "C:\Program Files\Siemens\Automation\PLCSIM Advanced\bin"
REM start Siemens.Simatic.PlcSim.Advanced.UserInterface.exe
```

#### 方案四：修改注册表强制英文界面

1. **打开注册表编辑器**
   - 按 `Win + R`，输入 `regedit`

2. **导航到 Siemens 语言设置**
   ```
   HKEY_CURRENT_USER\Software\Siemens\
   ```

3. **查找语言相关项**
   - 找到 `Language` 或 `Locale` 相关的键
   - 将值修改为 `en-US` 或 `1033`（英语代码）

4. **重启 PLCSIM**

#### 方案五：安装时选择英文

如果可以重新安装：

1. **卸载现有 PLCSIM**
   - 通过 TIA Portal 安装程序卸载

2. **修改系统语言为英文后安装**
   - 临时将系统显示语言改为英文
   - 安装 PLCSIM
   - 安装完成后恢复中文

3. **或在安装时选择英文界面**
   - 安装程序启动时选择 English

#### 方案六：使用 Locale Emulator（推荐工具）

1. **下载 Locale Emulator**
   - 下载地址：https://github.com/xupefei/Locale-Emulator/releases

2. **安装后右键 PLCSIM 快捷方式**
   - 选择「Locale Emulator」→「Run in English」

3. **或创建自定义配置**
   - 打开 LEProc.exe
   - 添加 PLCSIM 程序
   - 设置区域为 English (United States)

#### 问题排查检查清单

| 检查项 | 说明 |
|--------|------|
| TIA Portal 版本 | 确保 TIA Portal 和 PLCSIM 版本匹配 |
| 系统更新 | 安装最新的 Windows 更新 |
| .NET Framework | 确保安装了必需的 .NET 版本 |
| 管理员权限 | 以管理员身份运行 |
| 杀毒软件 | 暂时关闭杀毒软件测试 |
| 系统字体 | 确保系统字体完整 |

#### 各方案对比

| 方案 | 难度 | 影响范围 | 推荐程度 |
|------|------|----------|----------|
| 修改系统区域 | ⭐ | 全系统 | ⭐⭐⭐ |
| 兼容性模式 | ⭐ | 仅该程序 | ⭐⭐⭐⭐ |
| 启动脚本 | ⭐⭐ | 仅该程序 | ⭐⭐⭐ |
| 修改注册表 | ⭐⭐⭐ | Siemens软件 | ⭐⭐ |
| 重新安装 | ⭐⭐⭐ | 仅该程序 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| Locale Emulator | ⭐ | 仅该程序 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |

#### 其他建议

1. **使用虚拟机**
   - 在 VMware/VirtualBox 中安装英文版 Windows
   - 在虚拟机中运行 TIA Portal + PLCSIM

2. **双系统**
   - 安装英文版 Windows 专用于 PLC 开发

3. **联系 Siemens 支持**
   - 如果以上方法都无效，联系西门子技术支持
   - 提供详细的系统信息和错误截图
   - 工单地址：https://support.industry.siemens.com

---

### A.2 Factory I/O 与 PLCSIM 连接问题

如果 Factory I/O 无法连接 PLCSIM，请参考以下检查清单：

| 问题 | 解决方案 |
|------|----------|
| 检测不到 PLCSIM 实例 | 确保 PLCSIM 先于 Factory I/O 启动 |
| 连接超时 | 检查防火墙设置，添加例外 |
| IP 地址不匹配 | 确保 Factory I/O 和 PLCSIM 使用相同网段 |
| PUT/GET 未启用 | 在 TIA Portal 中启用 PLC 的 PUT/GET 通信 |
| 驱动选择错误 | S7-1200/1500 用 PLCSIM Advanced，S7-300/400 用 PLCSIM |

---

## 版本历史

| 版本 | 日期 | 更新内容 |
|------|------|----------|
| 1.0 | 2024-12-31 | 初始版本 |
| 1.1 | 2025-01-04 | 增加 PLCSIM 中文显示问题解决方案 |

---

> 📝 **提示**：本教程基于Factory I/O 2.4版本编写，如有版本差异请参考官方文档。
> 
> 💡 **建议**：学习过程中多动手实践，理论结合实际效果最佳！

---

*祝您学习愉快！* 🎓