摘要
PLC（可编程逻辑控制器）是工业自动化领域的核心控制设备。本文从底层原理出发，系统讲解PLC的硬件架构、扫描周期机制、IEC 61131-3标准编程语言，并通过一个完整的物料分拣控制系统案例，展示从需求分析、程序编写到调试的全流程。文章提供可直接运行的ST（结构化文本）代码，并深入分析常见故障的根本原因及解决方案，帮助读者建立工业级PLC开发思维。
应用场景
PLC广泛应用于以下工业控制场景：
- 离散制造业：汽车焊装线控制、包装机械、食品饮料灌装线
- 过程控制：水处理厂、化工反应釜、锅炉控制
- 运动控制：伺服电机定位、传送带同步控制
- 智能建筑：电梯群控、中央空调、消防系统
本文以“传送带物料分拣系统”为实战案例，该场景包含传感器检测、气缸执行、电机启停、报警处理等典型控制逻辑，覆盖PLC开发90%以上的常见需求。
核心原理
1. 扫描周期机制
PLC采用循环扫描工作方式，每个扫描周期包含五个阶段：
输入采样 -> 程序执行 -> 输出刷新 -> 通信处理 -> 自诊断- 输入采样：CPU读取所有输入模块的物理信号状态，存入输入映像区
- 程序执行：CPU逐条执行用户程序，逻辑运算基于输入映像区和内部寄存器
- 输出刷新：将输出映像区的状态一次性写入物理输出模块