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。本文从工程师的视角出发，以西门子S7-1200系列PLC为硬件基础，结合TIA Portal开发环境，系统阐述PLC的工作原理、编程语言标准（IEC 61131-3）、硬件选型与接线规范。通过一个完整的电机正反转控制与故障诊断系统案例，提供可直接运行的梯形图（LAD）与结构化文本（SCL）混合编程代码。文章深入剖析扫描周期、内存寻址、中断机制等核心概念，并给出工程实践中常见的抗干扰、死循环、数据一致性等问题的解决方案。全文严格遵循工程逻辑，确保内容零错误、可落地。
应用场景
PLC广泛应用于离散制造与过程控制领域，典型场景包括：
- 产线自动化：汽车焊装线、电子装配线、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、流量PID调节；水处理系统中的泵阀联锁。
- 运动控制：伺服电机的定位控制、变频器的多段速切换（需配合运动控制模块）。
- 安全系统：急停回路、光栅保护、安全门监控（需使用安全型PLC或安全继电器）。
本文以电机正反转控制这一工业中最基础且最典型的场景为例。该场景涉及：启动/停止逻辑、电气互锁（防止相间短路）、过载保护、故障复位、运行状态指示。该案例可无缝迁移到传送带控制、阀门开关控制等任何需要双向驱动的设备。
