112.具备边沿检测、定时分拣、急停联锁、异常保护的 PLC 工控工程

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，广泛应用于制造、能源、交通等领域。本文从工程实践角度出发，以IEC 61131-3标准为理论基础，系统阐述PLC的工作原理、硬件架构与编程方法。通过一个完整的物料分拣控制系统案例，详细演示从需求分析、I/O分配、梯形图设计到结构化文本（ST）编程的全流程。文章提供可直接运行的ST代码，并针对工程中常见的时序竞争、扫描周期陷阱、数据类型溢出等问题给出解决方案。读者完成本文学习后，应能独立设计中等复杂度的PLC控制系统，并具备排查典型故障的能力。应用场景PLC在以下工业场景中具有不可替代的作用：离散制造：汽车焊装线、电子装配、包装机械的顺序控制与互锁保护。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、变频器多段速切换、步进电机脉冲输出。远程监控：基于Modbus TCP/Profibus的分布式I/O数据采集与SCADA系统集成。安全联锁：急停回路、光栅保护、安全门监控等SIL3级安全功能实现。典型应用包括：传送带启停控制、机械手抓取动作序列、恒压供水系统、电梯楼层调度、自动仓储堆垛机控制等。核心原理1. PLC的扫描周期机制PLC采用循环扫描工作方式，每个扫描周期包含三个阶段：输入采样：读取物理输入端子状态（如传感器信号、按钮状态