85.搞定这套 PLC 状态机分拣，吃透 90% 顺序控制项目

摘要

可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化领域的核心设备，广泛应用于生产线控制、过程控制、运动控制等场景。本文从PLC的硬件架构与扫描周期原理出发，深入剖析IEC 61131-3标准下的结构化文本（ST）编程语言，通过一个完整的物料分拣控制系统案例，从需求分析、I/O分配、状态机设计到代码实现，完整演示PLC控制系统的开发全流程。文章提供可直接运行的ST代码，并针对工程实践中常见的时序竞争、数据保持、异常处理等痛点给出解决方案，旨在帮助读者建立从理论到落地的系统性认知。

应用场景

PLC在工业现场的应用覆盖以下典型场景：

1. 离散制造业：包装线控制、冲压机联锁、传送带分拣系统。需要处理大量数字量信号（传感器、按钮、继电器）和顺序逻辑。

2. 过程控制：化工反应釜温度/压力控制、水处理加药系统。涉及模拟量采集（4-20mA、0-10V）和PID闭环调节。

3. 运动控制：伺服电机定位、步进电机速度控制。需配合高速计数器、脉冲输出或EtherCAT总线。

4. 安全联锁：设备急停、光幕保护、安全门监控。要求冗余架构和故障安全型PLC。

本文以“物料分拣系统”为例，模拟传送带根据物料颜色（通过光电传感器识别）将物料推入不同料仓的场景。该案例覆盖了传感器输入、逻辑判断、执行器输出、状态机切换、定时器使用等PLC编程的核心要素。

核心原理

1. PLC扫描周期

PLC