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摘要

可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化领域最核心的控制器。本文从PLC的硬件架构与扫描周期原理出发，深入解析梯形图（LD）与结构化文本（ST）两种编程范式。通过一个完整的物料分拣系统案例，演示从需求分析、I/O分配、程序编写到调试排错的完整流程。文章提供可直接运行的ST代码（基于IEC 61131-3标准），并针对计时器竞争、数据保持、扫描周期陷阱等高频问题给出工程级解决方案。全文约4300字，适合具备基础电工知识、希望系统掌握PLC工程实践的读者。

应用场景

PLC广泛应用于离散制造业与过程控制领域，典型场景包括：

• 传送带启停控制（单机设备）
• 物料分拣与计数（传感器+执行器协同）
• 温度PID调节（模拟量闭环）
• 多轴运动控制（脉冲+编码器）
• 远程IO与SCADA集成（工业物联网）

本文以物料分拣系统为案例：传送带运送三种颜色物料，通过色标传感器识别，气缸将物料推入对应料仓。该系统涵盖数字量输入输出、计时器、计数器、状态机设计，是PLC入门到进阶的典型工程场景。

核心原理

1. 硬件架构与扫描周期

PLC采用“循环扫描”工作方式，每个扫描周期分为三个阶段：

• 输入采样：读取所有输入端子状态，存入输入映像区
• 程序执行：CPU逐行扫描用户程序，结果