1. PLC概述与选型：从入门到实战
大家好，我是老张。搞自动化这行快二十年了，今天咱们聊聊PLC的选型。说实话，很多新手一上来就问我：“张工，PLC到底怎么选？”嗯，这个问题其实挺大的。咱们先从根儿上说起。
1.1 PLC到底是什么？
PLC，全称是可编程逻辑控制器。说白了，它就是工业现场的大脑。你给它输入信号，它按你写的程序去控制机器。我见过不少刚入行的朋友，把PLC当成高级单片机。其实不一样，PLC更皮实，更抗造，专门为工业环境设计的。
举个例子。我在一个水泥厂项目里，现场粉尘大、温度高。普通电脑进去三天就罢工，PLC在那儿跑了好几年，一点事没有。这就是PLC的厉害之处。
1.2 发展历史：从继电器到智能控制器
PLC的历史其实不长。1968年，美国通用汽车公司想要一种能替代继电器控制柜的东西。那时候继电器柜有多大？你想想看，一个车间里全是嗡嗡响的继电器，改一次程序得重新接线，累死人。
后来，1969年第一台PLC诞生了。我记得第一次接触PLC时，老师傅跟我说：“这东西以后会改变整个行业。”当时我还不信，现在回头看，真说对了。
三菱PLC的发展也很有意思。从早期的F系列，到后来的FX0、FX2N，再到现在的FX5U。我个人习惯把三菱FX系列分成三代：
- 第一代：FX1S、FX1N，基础型，适合小设备
- 第二代：FX2N、FX3U，性能大幅提升，市场主力
- 第三代：FX5U，融合了网络和运动控制，真正智能化
1.3 三菱FX系列家族介绍
咱们一个一个说。我尽量讲得实在点，不整那些虚的。
FX1S：入门级小钢炮
FX1S是三菱的入门级PLC。体积小，价格便宜。我最早做项目时就用它控制一个小型包装机。它的I/O点数最多30点，适合那种控制要求不高的单机设备。
特点：
- 最大I/O：30点
- 程序步数：2000步
- 内置2路模拟电位器
- 不支持扩展模块
避坑指南：我曾经有个学员，用FX1S控制一个需要模拟量输入的设备，结果发现FX1S没有模拟量模块扩展口。嗯，这里要注意，FX1S是固定I/O的，不能加扩展模块。
FX1N：扩展性更强
FX1N比FX1S多了扩展能力。最大I/O可以到128点。我在一个小型流水线项目里用过它，控制十几个气缸和电机，完全够用。
特点：
- 最大I/O：128点
- 程序步数：8000步
- 支持扩展模块
- 内置高速计数器
FX2N：经典中的经典
FX2N是当年三菱的拳头产品。说实话，现在很多老设备还在用。它的性能比FX1N强不少，程序步数达到16000步。我手头还有一台FX2N-48MR，用了十几年了，还在稳定运行。
特点：
- 最大I/O：256点
- 程序步数：16000步
- 支持多种特殊功能模块
- 内置实时时钟
FX3U：性能飞跃
FX3U是FX2N的升级版。处理速度更快，内存更大。我个人习惯用FX3U做中型项目。它支持以太网通信，可以连接触摸屏和上位机。
特点：
- 最大I/O：384点
- 程序步数：64000步
- 支持定位控制
- 内置USB编程口
FX5U：新时代的王者
FX5U是三菱最新的小型PLC。它融合了运动控制、网络通信和高级算法。我最近做的一个自动化产线项目，就是用FX5U做主站，下面挂了好几个远程I/O站。
特点：
- 最大I/O：512点
- 程序步数：64000步
- 支持CC-Link IE Field网络
- 内置模拟量输入输出
- 支持高速脉冲输出
核心对比表：
| 型号 | 最大I/O | 程序步数 | 扩展能力 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| FX1S | 30 | 2000 | 无 | 单机小设备 |
| FX1N | 128 | 8000 | 有 | 小型流水线 |
| FX2N | 256 | 16000 | 强 | 中型设备 |
| FX3U | 384 | 64000 | 很强 | 中型系统 |
| FX5U | 512 | 64000 | 极强 | 大型系统 |
1.4 选型原则：别光看参数
选型这事儿，我踩过不少坑。总结几条实在的原则：
- I/O点数要留余量：我一般留20%的余量。比如你算出来需要40个点，那就选48点的PLC。为什么？因为现场改方案是常事。
- 程序步数别卡太紧：有些朋友为了省钱，选程序步数刚好够用的型号。结果后期加功能，程序写不下了。我建议选大一档。
- 通信接口要匹配：现在设备都联网了。你选的PLC有没有以太网口？能不能连触摸屏？这些要想清楚。
- 考虑环境因素：温度、湿度、振动。我在一个钢厂项目里，现场温度60多度，普通PLC根本扛不住。最后选了工业级型号。
个人经验：选型时，我习惯先画一个I/O分配表。把输入、输出、模拟量、通信接口都列出来。然后对照三菱的选型手册，一个一个对。这样不容易漏项。
1.5 实战案例：一个小型包装机的选型
咱们来个实际的。假设你要控制一台小型包装机：
- 输入：启动按钮、停止按钮、光电传感器、限位开关 × 4
- 输出：电机接触器、气缸电磁阀 × 3、报警灯
- 模拟量：温度传感器（需要模拟量输入）
算一下：输入7点，输出5点，模拟量1路。总共12点数字量，1路模拟量。
选型过程：
- FX1S最多30点，但没模拟量扩展口。排除。
- FX1N可以加模拟量模块。但程序步数8000步，够用。
- FX2N性能更强，但价格也高。有点浪费。
- 最后我选了FX1N-24MR，再加一个FX1N-2AD-BD模拟量模块。
为什么这么选？ 因为性价比最高。FX1N完全够用，而且留了余量。万一以后要加功能，还有扩展口。
注意：选型时别只看PLC本身。还要考虑编程软件、通信线缆、扩展模块的价格。有时候PLC便宜，但配件贵，总成本反而更高。
好了，这一章就讲到这里。下一章咱们聊聊PLC的硬件结构和接线。到时候我会拿一个实际项目，手把手教你怎么接线。有什么问题，欢迎交流。