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，广泛应用于制造业、能源、交通等领域。本文从工程实践角度出发，以IEC 61131-3国际标准为框架，系统讲解PLC的硬件架构、扫描周期原理、梯形图与结构化文本编程方法。通过一个完整的电机正反转控制案例，展示从需求分析、I/O分配、程序编写到调试验证的全流程。文章提供可直接运行的ST（结构化文本）代码，并深入剖析常见故障的排查逻辑与避坑策略，帮助读者建立可落地的PLC工程思维。
应用场景
PLC在工业现场承担逻辑控制、顺序控制、过程控制、运动控制等任务。典型场景包括：
- 生产线自动化：传送带启停、物料分拣、装配工位联锁
- 过程控制：温度PID调节、压力闭环、流量累积
- 设备保护：急停回路、安全光幕互锁、电机过载保护
- 远程监控：通过Modbus TCP/Profibus与上位机通信
任何需要高可靠性、抗干扰、实时响应的控制任务，PLC都是首选方案。本文以电机正反转控制为实例，该场景覆盖了互锁、自锁、延时、故障复位等PLC编程的核心要素。
核心原理
1. 扫描周期（Scan Cycle）
PLC的工作模式是循环扫描，每个周期分为三个阶段：
- 输入采样：读取所有物理输入端子（DI）的状态，存入输入映像区（%I）
- 程序执行：CPU逐条执行用户程序，基于输入映像区和内部寄存器（%M、%Q）计算输出
