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。本文从硬件架构与扫描周期原理出发，深入解析IEC 61131-3标准中的结构化文本（ST）编程语言，通过一个完整的物料分拣控制系统案例，展示从需求分析、程序架构设计到代码实现的全流程。文章提供可直接运行的ST代码，并针对工程实践中常见的扫描周期问题、数据类型陷阱和通信干扰给出了经过验证的解决方案。掌握本文内容后，读者能够独立完成中等复杂度的PLC控制系统开发。
应用场景
PLC广泛应用于以下工业控制领域：
- 离散制造业：汽车焊装线、电子装配流水线、包装机械的工位顺序控制。
- 过程控制：化工反应釜的温度/压力PID调节、水处理厂的液位联锁控制。
- 运动控制：伺服电机定位、步进电机速度控制、多轴插补（需配合专用模块）。
- 基础设施：地铁屏蔽门系统、电梯群控、智能楼宇的暖通空调控制。
本文聚焦于一个典型的物料分拣系统场景：传送带将混合物料输送至检测工位，视觉传感器识别物料颜色（红/蓝），气动推杆根据识别结果将物料推入对应料仓。该场景覆盖了数字量输入输出、模拟量处理、定时器/计数器、状态机编程等核心知识点。
核心原理
1. PLC硬件架构与扫描周期
PLC采用“输入采样-程序执行-输出刷新”的循
