130.工业级标准化 PLC 项目！ST 状态机物料分拣｜PID 调速 + 称重滤波 + 故障保护
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PLC的硬件架构与扫描周期原理出发，以IEC 61131-3标准中的结构化文本（ST）语言为载体，系统讲解PLC编程的核心逻辑。通过一个完整的物料分拣控制系统案例，覆盖数字量输入输出、模拟量采集、PID闭环控制、状态机设计等关键知识点。文章提供可直接运行的ST代码，并对常见工程陷阱进行深度剖析，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场景：
- 离散制造：流水线控制、机械手动作序列、包装机时序控制
- 过程控制：温度/压力/流量调节、反应釜批次控制、水处理工艺
- 运动控制：伺服电机定位、变频器调速、电子凸轮同步
- 基础设施：电梯群控、隧道通风、污水处理厂SCADA
本文以“传送带物料分拣系统”为案例，涵盖以下典型需求：
- 传感器信号采集（接近开关、光电开关）
- 执行器控制（气缸电磁阀、变频电机）
- 模拟量处理（称重传感器、温度变送器）
- 工艺逻辑（合格/不合格品分拣）
- 人机交互（启动/停止/急停）
核心原理
1. PLC硬件架构
PLC由CPU模块、电源模块、数字量输入模块（DI）、数字量输出模块（DO）、模拟量输入模块（AI）、模拟量输出模块（AO）以及通信模块组成。CPU内部包含：
<