21.IEC61131-3 ST 三色物料分拣完整源码｜标准有限状态机 + 边沿检测 + 计数功能

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的基本概念出发，深入剖析其扫描周期、梯形图与结构化文本（ST）的等效逻辑，并通过一个完整的物料分拣系统案例，展示从需求分析、I/O分配、程序编写到调试运行的全流程。文章提供可直接运行的ST代码，并对常见编程陷阱进行系统性总结，帮助读者建立从理论到实践的闭环认知。

应用场景

PLC广泛应用于离散制造、过程控制、运动控制等领域。典型场景包括：

• 传送带启停与速度控制
• 机械手顺序动作控制
• 温度、压力、液位的PID调节
• 包装线物料计数与分拣
• 电梯群控与交通信号管理

本文案例聚焦于“传送带物料分拣系统”，模拟工业现场中通过光电传感器识别物料材质，利用气缸将物料推入对应料仓的典型应用。

核心原理

1. 扫描周期

PLC以循环扫描方式运行，每个周期包含三个阶段：

• 输入采样：读取所有物理输入端口的状态，存入输入映像区
• 程序执行：根据输入映像区数据执行用户程序，更新输出映像区
• 输出刷新：将输出映像区数据同步到物理输出端口

理解扫描周期是避免“竞争冒险”和“输出滞后”的关键。

2. 结构化文本（ST）语言

ST是一种高级文本编程语言，语法类似Pascal或C，适合复杂数