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摘要

可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化的核心控制单元。本文面向具备基础电气知识但缺乏PLC编程经验的工程师，以IEC 61131-3标准中的结构化文本（ST）语言为主线，从硬件架构、扫描周期、数据类型等底层原理切入，通过一个完整的物料分拣控制系统案例，逐步拆解PLC程序的设计、编写与调试全流程。文章提供可直接在CODESYS或TwinCAT环境中运行的完整代码，并针对实际工程中的常见陷阱给出解决方案。全文旨在帮助读者建立从理论到落地的系统性认知，实现PLC编程的快速进阶。

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。
• 能源管理：水泵轮换、风机变频控制、电力负荷分配。
• 智能建筑：电梯调度、照明时序、暖通空调控制。

本文案例模拟一个三工位物料分拣系统：传送带运送物料，通过光电传感器检测物料材质（金属/非金属），由气动推杆将物料推入对应料仓。该场景覆盖了数字量输入输出、定时器、计数器、状态机等PLC核心编程要素，具有典型教学意义。

核心原理

1. PLC硬件架构

PLC由CPU、存储器、输入/输出接口（I/O）、电源和通信模块组成。CPU执行用户程序，I/O模块负责与外部传感器、执行器交互。数字量输入（DI）采集开关信号（如按钮、光电开关），数字量输出（DO）驱动继电器、电磁阀。