前面第13讲，我们把置位、复位、翻转、保持讲透了。
那一讲解决的是一个“程序运行中，状态怎么被记住”的问题：

运行命令怎么保持
故障怎么锁存
模式怎么记住
步骤怎么保留
什么时候该用 SET/RST
什么时候不能乱用

但 PLC 程序写到现场以后，真正让很多人头疼的，还不只是“运行时怎么保持”，而是另一个更贴近现场、也更容易出事故的问题：

设备断电了，再上电以后，这些状态还在不在？

你会发现，很多现场问题都不是出在逻辑本身，而是出在“重启以后状态不对”：

为什么刚上电，电机自己就想启动
为什么上次没做完的步骤，这次开机后还卡在那里
为什么故障灯明明昨天已经有了，今天开机还亮着
为什么参数没丢
为什么有些计数没了
为什么有些模式还记着，有些模式又恢复默认了
为什么程序逻辑平时都没问题，一重启就乱

这些问题背后，实际上都指向 PLC 编程里一个非常关键、但初学者很容易忽略的主题：

掉电保持、上电初始化、首次扫描。

这一讲，我们就把这个特别实用、特别工程化的内容彻底讲明白。

如果说第13讲讲的是：

状态在程序运行中要不要记住

那么这一讲讲的就是：

断电以后，这些状态还要不要继续记住；重新上电时，程序第一步应该怎么处理。

这是 PLC 从“会写逻辑”走向“会做现场设备”的关键一步。
因为真实设备不是一直不断电运行的。
它会停电、检修、急停、断电重启、换班重开、维护后复位。
如果你不考虑这些场景，程序平时再顺，一到现场也可能出大问题。

一 先把最根上的问题讲清楚：为什么设备重启后，程序经常会乱

很多初学者对 PLC 的想象是这样的：

程序写好了
逻辑通了
平时能跑
那就没问题了

但现场设备不是只在“连续运行”这一种理想状态下工作。
它会遇到很多实际情况：

突然停电
人为断电检修
控制柜断电重启
急停后重新上电
PLC 程序下载后重新启动
设备换班重新开机
故障后断电排查再开机

这时候，程序就会碰到一个很现实的问题：

上一次运行留下来的那些状态，现在到底还在不在？

比如：

自动模式是不是还记着
运行命令是不是还保持着
步骤号是不是还停在上一步
报警锁存是不是还在
计数值是不是还要保留
参数设定值是不是不能丢
配方是不是还应该保留
某些临时标志是不是应该清零

如果这些事情没想清楚，重启以后程序就会出现非常典型的混乱：

该保留的没保留
不该保留的却保留了
该清零的没清
不该清的被清掉了

所以设备“重启后乱”，本质上不是 PLC 神秘，
而是你没有在程序里明确规定：

哪些数据掉电后要保留，哪些状态上电后必须重新初始化。

二 什么叫掉电保持

先把概念讲清楚。

所谓掉电保持，简单说就是：

PLC 断电以后，某些数据或状态不会丢；重新上电时，它们还能恢复到断电前的值。

比如：

参数设定值
累计产量
配方号
运行小时数
设备校正值
某些工艺参数
某些需要长期保存的统计值

这类数据，往往就适合掉电保持。
因为你不希望设备每次断电重启后，全部参数都恢复成零或者默认值。
那样现场根本没法用。

所以掉电保持，本质上是在说：

哪些东西要跨越一次断电，继续记住。

三 什么叫上电初始化

上电初始化可以简单理解成：

PLC 刚上电时，先把某些状态、变量、流程条件恢复到你规定的“安全起点”。

也就是说，设备不是一上电就直接接着昨天的所有状态继续跑，
而是要先进入一个受控、明确、可预测的初始状态。

例如：

运行命令清零
输出全部回到安全状态
某些临时步骤清除
单次触发脉冲清除
中间计算缓存清除
测试模式退出
某些未完成流程标志清除
提示操作员重新确认启动条件

这就叫上电初始化。

所以掉电保持和上电初始化不是一回事。

掉电保持是在问：

哪些东西要保留下来

上电初始化是在问：

重新上电以后，哪些东西必须重新整理

很多程序乱，就是因为这两个概念没分开。

四 什么叫首次扫描

这个概念特别关键。

PLC 上电后，不是一下子就“进入稳定运行”，
它也是一轮一轮扫描程序的。

所谓首次扫描，就是：

PLC 刚启动完成，正式进入程序扫描后的第一轮扫描。

很多 PLC 品牌都提供“首次扫描标志”或类似机制。
它的意义是什么？

意义就是让你在程序刚启动的第一轮里，
去做那些“只需要在上电那一刻处理一次”的动作。

比如：

清零某些临时位
初始化某些步骤
恢复默认模式
清空单次触发脉冲
把某些输出命令复位
检查并重建启动条件
根据配方重新装载参数
执行开机自检标志置位

注意重点：

这些事通常不是每一轮扫描都做，
而是只在刚上电那一轮做一次。

这就是首次扫描的价值。

五 掉电保持不是越多越好，上电清零也不是越狠越好

这一句一定要先记住。

很多初学者一学到这个主题，容易走两个极端。

第一种极端

怕丢数据，于是什么都想掉电保持

结果会怎样？

上次运行留下来的临时状态、步骤状态、故障中间位、运行命令，全都带着进下一次开机。
设备一重启，程序直接“接上次的记忆继续跑”，现场就很危险。

第二种极端

怕乱，于是什么都上电清零

结果会怎样？

配方没了
设定值没了
累计量没了
校正值没了
用户参数全恢复默认
设备每次开机都要重新输入一遍

这同样不现实。

所以真正合理的做法不是“全保留”或者“全清零”，
而是做分类：

该长期保留的，保留
该临时存在的，清掉
该重新确认的，重新确认
该回到安全位的，回到安全位

这才是工程思维。

六 先建立一个最重要的分类思路：PLC 里的数据可以分成哪几类

这一段特别重要。
你以后只要遇到“这个值断电后要不要保留”，就可以按这个思路来判断。

第一类 长期参数类

比如：

工艺设定值
温度设定值
压力设定值
配方参数
报警阈值
延时设定值
标定系数
补偿值
设备编号
用户设定的运行上限下限

这类东西通常应该掉电保持。
因为它们不是“某次运行的临时过程”，而是“设备的长期设定”。

第二类 累计统计类

比如：

总产量
总运行小时
总启动次数
维护累计时间
历史故障计数
总用量累计

这类很多时候也应该掉电保持。
因为它们本来就是跨班次、跨天、跨月统计的。
断一次电就清零，显然不合理。

当然，也有些统计值需要分层，比如：

总累计保留
班次累计可清零
日累计可清零

这个后面我们还会讲。

第三类 当前运行状态类

比如：

运行命令
当前自动模式保持位
步骤 3 正在执行
当前夹紧命令
某动作完成标志
本轮启动允许
当前手动动作指令
某个中间保持位

这类通常要非常谨慎。
大多数情况下，不建议简单掉电保持。

为什么？

因为这些是“上一次运行现场过程中的状态”，
不是长期配置。
设备断电后，再上电时是否还应该继续沿用这些状态，必须非常小心。

很多时候，答案是：

不应该直接恢复为“继续运行中”。

尤其涉及电机、气缸、加热、运动机构时，更要保守。

第四类 中间逻辑缓存类

比如：

某次比较结果
某次单次触发脉冲
某个临时计算值
当前扫描中的判断位
临时传送完成位
某个短时互锁标志

这类通常不应该掉电保持。
因为它们只是程序运行过程中的中间结果。
上电后理应重新计算。

第五类 报警与故障类

这类要分情况。

比如：

历史故障计数可以保留
当前故障锁存是否要保留，要看设备设计
严重保护类报警有时需要保留并要求人工确认
普通过程报警有时可以根据当前条件重新判断

所以报警类不是一句话能全说完，
必须根据安全性和工艺要求来定。

七 一个最常见的错误：把“运行命令”做成掉电保持

这个问题特别典型，也特别危险。

假设你有一个运行命令 M10。
程序里是这样理解的：

只要 M10 = 1，电机就可以运行

平时用 SET/RST 没问题。
但如果你又把 M10 设置成掉电保持，会发生什么？

可能昨天断电前，M10 正好是 1。
今天一上电，M10 还是 1。
如果你的程序没有额外的上电安全处理，
那么设备就可能一上电就直接带着“运行命令”状态回来。

这在很多设备上是非常不合适，甚至危险的。

因为操作员通常的直觉是：

断电重启以后，设备应该先回到安全待机状态，
然后由我重新确认，再启动。

所以对于“运行命令”“动作命令”“当前执行位”这类状态，
大多数工程里都不建议简单掉电保持。

更常见的做法是：

参数保留
累计保留
但运行命令上电清掉
必须人工重新启动

这个习惯非常重要。

八 另一个典型问题：步骤状态掉电后到底要不要恢复

这在顺控项目里很常见。

比如某设备有 8 个步骤。
断电前，系统正运行在步骤 5。
这时候突然掉电。
再上电时，步骤号到底应该回到 5，还是回到 1，还是回到待机状态？

这件事没有一个“永远统一”的答案，
但有一个很重要的判断原则：

是否适合从中途自动续跑，要看设备的工艺和安全性。

一些多数情况下更保守的设备

比如：

机械动作复杂的自动线
带气缸夹具的设备
有运动轴的位置机构
涉及加热、压力、刀具、搬运的设备

这类很多时候更适合：

上电后回到安全初始状态
由人工确认现场状态
再重新复位、回原点、重新启动

为什么？

因为断电那一刻，机械可能已经停在不确定位置。
如果程序只凭一个“步骤号 = 5”就继续后面的动作，
很可能跟真实现场状态已经不一致。

哪些场景可能允许恢复

比如一些相对安全、状态容易确认、工艺允许续做的过程，
有时可以设计成断电记住进度，再由人工确认恢复。

但这里的重点是：

不是简单把步骤位掉电保持就完事了，
而是必须同时考虑机械真实位置、工件真实状态、执行机构状态、安全确认。

所以顺控掉电恢复，是一个很工程化的课题。
基础阶段你先记住一个原则就行：

步骤状态能不能恢复，不是看程序方便不方便，而是看现场是否安全、状态是否可确认。

九 为什么有些参数必须保留，但有些临时值必须清掉

这个问题从用户体验角度非常重要。

例如一个烘箱设备：

目标温度
高温报警值
超温保护值
风机延时值
升温保温时间设定

这些都是用户调好的工艺参数。
如果每次断电都丢，操作员会非常崩溃。
所以这类参数一般应该保留。

但像这些东西：

本轮升温完成标志
本步加热完成位
当前启动命令
本次消音状态
本轮定时进行中
当前脉冲触发位

这些多数属于运行过程中的临时状态。
上电后应该重新建立，而不是直接照搬昨天断电前的瞬间状态。

所以你要慢慢建立一个习惯：

参数是“设备长期记忆”
临时位是“本次运行过程记忆”
这两种记忆不能混。

十 上电初始化为什么首先要考虑“安全输出”

这个点特别关键，尤其是现场设备。

程序一上电，你最先该想的，不是“这个计数要不要清”，
而是：

输出是不是安全。

比如：

电机能不能突然转
电磁阀能不能突然动作
加热管能不能突然通电
气缸能不能突然伸出
蜂鸣器要不要乱响
制动器要不要误释放
变频器启动信号会不会误给出

真实设备里，最怕的就是上电瞬间带着某些遗留状态，
导致执行机构突然动作。

所以很多工程里的基本原则都是：

上电后先让控制命令进入安全默认态
输出需要重新满足条件、重新启动，才允许动作

你会发现，这和前面讲的“运行命令不要轻易掉电保持”是连在一起的。

十一 什么叫“安全默认状态”

这是一个特别工程化的概念。

安全默认状态，不一定等于“全部清零”，
但通常意味着：

设备上电后，应先回到一个不会突然产生危险动作的状态。

例如：

电机停止
加热关闭
气缸动作命令撤销
自动运行命令清除
报警根据实际情况重新判断
模式可保留也可回默认，但不能导致自动动作
输出允许链必须重新满足
人机界面显示当前待机状态

也就是说，上电初始化的目标，不是把程序变“空”，
而是把系统放回一个“可控、安全、可重新开始”的起点。

这和只会写功能逻辑，是两个层次。

十二 首次扫描最常用来做什么

这一段要讲实用一点。

首次扫描最常见的用途，通常有下面几类。

1 清除临时脉冲和中间瞬时位

比如：

上升沿辅助位
下降沿辅助位
单次触发脉冲
一次性执行完成位
某些只在运行中有意义的短时位

这些通常上电后不该继续保持。

2 清除运行命令和动作保持位

比如：

自动运行命令
某电机启动命令
某气缸动作保持位
某手动动作命令
本轮流程开始标志

多数时候，上电后这些应重新由操作员下达，而不是自动延续。

3 初始化步骤或流程状态

比如：

回到待机步
回到步骤 1
清除当前临时流程位
置位“待复位”状态
要求人工回原点或确认

这个在顺控里特别常见。

4 装载默认值或检查参数合理性

有些设备第一次启动，某些参数必须有默认值。
如果发现参数区是空的、非法的、超范围的，可以在首次扫描时做一次整理。

例如：

没有设定过的延时值，给一个默认值
超出范围的参数，夹到合法区间
配方号无效时，回到默认配方

5 启动上电自检流程

比如：

置位“系统初始化完成前禁止启动”
置位“请检查气压/原点/急停/门状态”
启动一些开机自检定时或检测逻辑

十三 一个非常典型的现场现象：为什么程序下载后设备行为和正常开机不一样

很多初学者会发现，程序刚下载进去或者 PLC 刚切运行时，
设备的表现和自己平时想的不太一样。

这背后常常就涉及：

首次扫描
变量初始值
掉电保持区恢复
非保持区默认清零
输出刷新顺序
程序刚启动时的中间状态

也就是说，程序“刚起来”的那一瞬间，其实是一个特殊时刻。
这个时刻如果你没有专门处理，上电和日常运行的行为就可能不一致。

所以工程上真正稳的程序，往往都会主动考虑：

刚启动这一下我要怎么接住

这就是首次扫描逻辑存在的意义之一。

十四 一个完整小案例：水泵控制柜为什么上电后不该直接沿用上次运行命令

咱们用一个很典型的水泵例子来讲。

场景要求

水泵系统平时有自动模式
自动模式下压力低于启动值时，启动水泵
压力高于停泵值时，停止水泵
系统参数要保留
总运行小时要保留
但设备断电重启后，不允许水泵立刻自动沿用断电前的运行命令
必须重新判断压力条件，并在安全逻辑允许下再决定是否启动

逻辑分析

应该保留的：

启动压力设定值
停泵压力设定值
低压报警值
高压报警值
总运行时间
总启动次数

不建议直接保留的：

水泵运行命令
当前自动启动保持位
本轮启动中间状态
本轮延时完成位

上电处理思路

PLC 刚上电时：

先清掉运行命令
清掉本轮临时状态
保留参数
保留累计值
重新读取当前压力
重新判断是否满足启动条件
如果工艺允许自动恢复，也应在重新判断和必要延时确认后再动作，而不是简单继承旧命令

你看，这就非常清楚：

参数要记住
动作不要盲目继承

十五 另一个典型小案例：报警锁存掉电后到底要不要保留

这个问题很多现场都会碰到。

比如设备有“超温保护报警”。
如果昨天晚上因为超温停机，操作员关机检查。
今天再开机，这个报警锁存到底该不该还在？

这要分情况。

一种常见做法

严重保护类报警在掉电后继续保留，
开机后仍提示“上次因超温保护停机”，
要求人工检查并复位。
这种更安全，也更有利于排查问题。

另一种做法

如果报警只是普通过程报警，且重新上电后已经没有实际故障条件，
则可以不继续保留，只根据当前状态重新判断。

所以你会发现：

报警要不要掉电保持，不是按“它是不是报警”来决定，
而是按“它的重要性、安全性、排障需求”来决定。

可以帮助判断的一个问题

这个报警如果断电后一清空，会不会让操作员失去重要信息，或者让系统不安全？

如果会，那就更倾向于保留或保留历史痕迹。
如果不会，可以考虑重新上电后按当前条件判断。

十六 为什么很多设备上电后要先“待复位”，而不是直接“待运行”

这是一个非常好的工程习惯。

所谓“待复位”，意思是：

设备刚上电，先不直接进入允许运行状态，
而是要求操作员先做一次复位确认，
让系统把当前安全条件、原点状态、门状态、气压状态等重新梳理一遍。

这种设计的好处很大：

能避免上电后直接带着旧状态动作
能让设备重新建立“我已经准备好”的干净起点
能让现场人员明确知道设备现在处于什么状态
能把一些未完成的旧流程彻底切断

特别是下面这些设备，更常见这种思路：

带运动轴的设备
带气缸夹具的设备
多步顺控设备
上电后可能有误动作风险的设备
需要重新原点确认的设备

所以以后你写程序时，可以多问自己一句：

这个设备上电后，是不是更适合先进入“待复位”，而不是直接允许启动？

这个问题非常有价值。

十七 一个特别容易忽略的点：计数和累计也要分“本次”和“总计”

很多人学到掉电保持时，只会想“计数要不要保留”。
其实更好的工程做法常常是分层。

例如：

本次运行计数
班次计数
日计数
总计数

这些逻辑意义不同，对掉电保持的需求也不同。

例如

总计数通常应掉电保持
班次计数可以由换班时人工清零
本次运行计数可能在开机或复位时清零
日计数可能由上位机或时间逻辑处理

如果你全部混成一个数，要么不方便管理，要么掉电策略会很混乱。

所以掉电保持不只是“保不保”，
更是“不同层级的数据怎么分开设计”。

十八 参数初始化和参数保留，有时候要同时存在

这听起来好像矛盾，其实不矛盾。

举个例子。

设备第一次出厂时，某些参数肯定要有默认值。
但后面用户调过以后，这些参数又应该被保留下来。

那怎么办？

常见思路是：

第一次启动时，发现参数区还没有有效值，就写入默认值
以后正常运行时，再按掉电保持保存用户修改值
上电时还可以顺便检查参数是否越界，如果越界则修正回合法范围

你看，这就形成了一个完整的参数管理逻辑：

默认值
用户修改
掉电保留
开机检查
非法修正

这比单纯一句“参数要保留”更完整。

十九 为什么首次扫描特别适合做“非法状态纠正”

这是很实用的一个点。

有时设备断电、程序修改、异常停机后，
某些变量可能会落在一个“不合理但又不是完全空”的状态。

比如：

步骤号不是 1 也不是 0，而是某个非法值
模式位互相矛盾
某组参数超出正常范围
某个计数值异常大
某个保持位组合不可能同时成立

这时候首次扫描就很适合做一次“状态整理”。

例如：

如果步骤号非法，则回待机
如果自动和手动同时为 1，则清自动保留手动或进入待复位
如果参数超上限，则夹到上限
如果某些互斥状态同时成立，则统一清理

这种思路非常工程化。
它会让你的程序更有韧性，而不是只能在“理想状态”下运行。

二十 一个完整小案例：带气缸的顺控设备上电后应该怎么处理

咱们用一个更贴近自动化现场的小案例来讲。

场景要求

设备有自动步骤流程：
待机
来料检测
气缸伸出
夹紧
加工
松开
退回
完成

运行中若断电，再上电后不能直接从断电前的步骤继续往下做。
因为此时气缸真实位置、工件是否还在、夹紧是否已经完成，都可能和程序记忆不一致。
上电后应进入待复位状态，要求人工确认，再重新回初始位置后才能启动。

设计思路

应该保留的：

工艺参数
加工时间设定
总产量
总故障次数

不应直接恢复的：

当前步骤号
气缸动作命令
本轮流程完成位
本轮来料已确认位
当前自动运行命令

首次扫描时：

清除运行命令
清除当前流程步骤保持
置位“待复位”状态
要求人工执行复位动作
待检测到原位、夹具释放、安全条件都正常后，才允许进入待机

这就是非常典型的“上电不续跑，而是先重建安全起点”。

二十一 初学者最容易踩的几个坑

这一段你后面做项目时会非常有感触。

1 什么都想掉电保持

结果上次运行状态全带回来，设备上电后表现非常诡异，甚至危险。

2 什么都上电清零

结果参数、配方、累计量全没了，用户根本没法用。

3 忘了区分“参数”和“状态”

把运行命令和工艺参数放成同一类，这是很容易出问题的。

4 运行命令掉电恢复

这是典型风险点。
尤其是电机、气缸、加热、运动控制相关逻辑。

5 步骤状态直接恢复，却没核对机械真实状态

程序觉得在步骤 5，现场机械却未必真是步骤 5 的物理位置。

6 首次扫描什么都不做

结果上电瞬间的中间状态、临时位、流程位没人接管，程序容易乱。

7 报警要不要保留完全没设计

导致有的该追踪的报警丢了，有的普通报警却一直挂着。

8 没有“待复位”概念

上电后直接进入允许运行，很容易把上次未完成流程带进来。

二十二 怎么设计会更稳：给你一个实用的判断顺序

以后你只要碰到一个变量，就按这个顺序问自己。

第一步

它是参数，还是状态，还是中间结果，还是统计值？

第二步

它断电后还应不应该记住？

第三步

如果记住了，上电后会不会带来风险？

第四步

如果不记住，会不会影响使用体验或数据完整性？

第五步

它上电后是该自动恢复、自动重建，还是人工确认后再恢复？

这个判断顺序特别有用。
能帮你把“掉电保持”和“初始化”真正设计出来，而不是靠感觉写。

二十三 本课小结

这一课你最少要真正吃透下面这些点。

第一，设备重启后程序会乱，很多时候不是逻辑本身错，而是没有分清哪些数据该保留、哪些状态该初始化。

第二，掉电保持是让某些数据断电后继续保留，上电初始化是让系统重新回到一个明确、安全、可控的起点。

第三，参数设定、配方、补偿值、累计量这类长期数据，通常更适合掉电保持。

第四，运行命令、动作保持位、步骤状态、中间脉冲、临时逻辑位这类运行过程状态，通常要谨慎处理，很多时候不适合直接掉电保持。

第五，首次扫描是处理上电瞬间特殊逻辑的重要时机，常用来清临时位、清运行命令、回待机、做参数检查、启动自检。

第六，程序上电后首先要考虑的不是“功能能不能跑”，而是“输出是不是安全、系统是不是在安全默认状态”。

第七，步骤能不能断电恢复，不能只看程序方便不方便，必须看现场机械真实状态、工艺连续性和安全性。

第八，真正稳的程序，不是全部保留或全部清零，而是按“长期参数、累计数据、运行状态、中间结果、报警类型”去分类处理。

二十四 学完这一课后，你应该能做到什么

学完这一课，你至少应该能做到这些事情：

知道为什么设备重启后有时会出现状态混乱
知道哪些参数通常应该掉电保持
知道哪些运行命令和中间状态不该轻易恢复
知道首次扫描为什么重要
知道上电初始化首先要考虑安全输出和安全默认状态
知道顺控设备为什么很多时候上电后应先待复位，而不是直接续跑
知道一个变量断电后要不要保留，不能凭感觉，要看它的类型和风险

如果这些你已经顺了，后面写出来的程序就会更像真正能落地的现场程序。

二十五 下节预告

下一课我们继续往下走，讲的是：

PLC 基础课 第15讲
手动、自动、急停、复位：设备模式切换逻辑该怎么设计

这一课会把很多设备“能跑但不好用”的根源讲清楚。
因为前面这一讲讲的是“断电重启后，系统应该站在哪里”；
下一讲要讲的是：

设备平时运行时，手动和自动怎么切，急停和复位怎么衔接，为什么很多程序不是不会跑，而是模式逻辑没设计好。

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