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摘要

可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化领域的核心控制设备，广泛应用于生产线控制、过程控制、运动控制等场景。本文从PLC的底层工作原理出发，深入剖析扫描周期、梯形图与结构化文本的转换逻辑，并提供一个完整的基于IEC 61131-3标准的ST语言控制程序示例。文章包含从硬件选型到软件调试的完整步骤，附带可直接运行的代码及常见故障排查方案，帮助读者建立从理论到实践的完整知识体系。

应用场景

PLC在工业现场承担着逻辑控制、顺序控制、闭环调节和安全联锁等任务。典型应用场景包括：

1. 流水线控制：传送带启停、工位定位、产品分拣。
2. 过程控制：温度PID调节、压力闭环、液位联锁。
3. 运动控制：伺服电机定位、步进电机脉冲输出。
4. 安全系统：急停回路、光幕检测、安全门互锁。

本文以“物料搬运机械手”为工程背景，实现以下功能：

• 启动/停止控制
• 原点回归
• 单步/自动模式切换
• 夹爪夹紧/松开
• 位置到位检测

核心原理

1. 扫描周期机制

PLC采用循环扫描工作方式，每个扫描周期包含三个阶段：

• 输入采样：读取物理输入端口状态，存入输入映像区（%I）。
• 程序执行：CPU顺序执行用户程序，从第一条指令开始，逐条运算，更新输出映像区（%Q）。
• 输出刷新：将输出