76.从硬件 I/O 分配、时序设计到 ST 代码开发！PLC 多工位分拣项目全流程工程落地与常见问题避坑指南

摘要

可编程逻辑控制器是工业自动化领域的核心控制设备。本文从工程实践角度出发，系统讲解PLC的工作原理、I/O扫描机制、梯形图与结构化文本的编程范式，并通过一个完整的工业级案例——多工位分拣控制系统，展示从需求分析、硬件选型到代码实现的全流程。文中提供可直接运行的ST语言代码，并深入剖析常见故障场景与避坑策略，帮助读者建立从理论到落地的完整知识体系。

应用场景

PLC广泛应用于以下工业控制领域：

• 生产线自动化：传送带控制、机械臂联动、物料分拣
• 过程控制：温度/压力/流量PID调节、阀门顺序控制
• 离散制造：包装机械、冲压机床、装配流水线
• 基础设施：污水处理、电梯控制、交通信号管理

本文案例场景为三工位自动分拣系统：传送带输送混合物料，通过三个传感器检测物料属性，由三个气动推杆将物料推入对应料仓。系统需满足：

1. 每秒处理3个物料
2. 推杆动作时间不超过200ms
3. 具备急停与故障自恢复功能

核心原理

1. PLC扫描周期

PLC采用循环扫描工作模式，一个完整扫描周期包含三个阶段：

• 输入采样：读取所有输入模块的物理信号到输入映像区
• 程序执行：CPU逐条执行用户程序，结果写入输出映像区
• 输出刷新：将输出映像区的值一次性写入输出模块

扫描周期时间