摘要
可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化系统的核心控制单元。本文从工程实践出发，系统梳理PLC的硬件架构、扫描周期原理、IEC 61131-3编程模型，并聚焦于结构化文本（ST）语言，通过一个完整的物料分拣系统案例，展示从需求分析、程序编写到调试验证的全流程。文章提供可直接运行的ST代码，并针对时序竞争、数据类型隐式转换、扫描周期陷阱等高频问题给出避坑指南。适合具备基础的电气或软件背景、希望深入理解PLC编程本质的工程师。
应用场景
PLC广泛应用于离散制造与过程控制领域，典型场景包括：
- 产线自动化：传送带控制、机械手联动、物料分拣。
- 过程控制：温度PID调节、压力联锁保护、流量累计。
- 楼宇控制：电梯调度、中央空调群控、消防联动。
- 能源管理：光伏并网切换、柴油发电机自动启停。
本文案例聚焦于“传送带物料分拣系统”，模拟一个传感器检测、气缸推料、计数统计的典型工位，覆盖数字量输入/输出、定时器、计数器、状态机设计等核心要素。
核心原理
1. 扫描周期
PLC采用循环扫描工作方式，每个周期依次执行：
- 输入采样：读取物理输入端子状态到输入映像区。
- 程序执行：按顺序执行用户程序，读写映像区数据。
- 输出刷新：将输出映像区数据写入物理输出端子。
扫描周期通常在1-100ms之间，程序执行时间受代码复杂度影响。理解扫描周期是避