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。本文从工程实践出发，系统阐述PLC的工作原理、编程范式与调试方法。通过一个完整的物料分拣系统案例，使用IEC 61131-3标准的结构化文本（ST）语言，展示从需求分析、硬件配置、程序编写到在线调试的全流程。文中所有代码均经过仿真验证，可直接在支持ST语言的PLC平台（如西门子S7-1200/1500、Codesys、汇川AM系列）运行。本文适合具有基础电气知识的自动化工程师，旨在帮助读者建立从理论到落地的完整知识体系。
应用场景
PLC广泛应用于离散制造和过程控制领域，典型场景包括：
- 流水线控制：传送带启停、速度调节、工件定位。
- 物料分拣：基于颜色、重量、尺寸的自动分类。
- 温度/压力控制：PID调节、报警联锁。
- 机械手控制：点位运动、轨迹插补。
- 能源管理：照明时序、空压机组轮换。
本文以“三通道物料分拣系统”为例，该系统包含1条主传送带、2个推料气缸、3个传感器（进料检测、金属检测、颜色检测），以及1个计数显示模块。控制要求：当金属工件到达1号位时，气缸A推出；当非金属红色工件到达2号位时，气缸B推出；其余工件直行至末端收集；系统需记录每个通道的产量，并在触摸屏上显示。
核心原理
1. PLC扫描周期
PLC采用循环扫描工作方式，每个周期包含三个阶段：
- 输入采样：读取物理输入端子状态，存入输入映
