第1章：PLC选型与采购——从需求到清单的完整路径
大家好，我是老张。做自动化这行快十五年了，经手过的PLC少说也有上百台。今天咱们聊聊PLC选型与采购这件事。说实话，很多新手甚至一些老工程师，在这上面都栽过跟头。我见过有人买回来发现IO点数不够，也有人选了高端型号结果90%的功能用不上。嗯，今天我就把经验掰开了揉碎了讲给你听。
1.1 如何根据项目需求选择PLC
选PLC，说白了就是三个字：够用、好使、不浪费。我一般会从下面几个维度去考量：
- IO点数与类型：先数清楚你需要多少个数字量输入、数字量输出，多少个模拟量通道。我个人习惯是留出15%-20%的余量。为什么？因为现场改需求太常见了，我曾经有个项目，客户验收前一天突然要加5个传感器，还好当初留了余量。
- 控制精度与速度：普通开关量控制，几百毫秒的响应就够了。但如果你做伺服定位、高速计数，那就要看PLC的扫描周期和中断响应能力。三菱FX5U的定位功能，我试过，确实比老款FX3U快不少。
- 通信需求：现在几乎没有单机运行的PLC了。你要考虑上位机用什么协议？Modbus TCP？EtherCAT？还是Profinet？我建议你提前跟设备供应商确认好，不然买回来发现协议不匹配，那可就尴尬了。
- 环境因素：温度、湿度、震动、电磁干扰。我在一个钢厂项目里用过普通PLC，结果三天两头死机，后来换了工业级宽温型号，再没出过问题。
核心原则：先画控制流程图，再统计IO，最后选型号。千万别反过来。
1.2 主流品牌对比：西门子、三菱、欧姆龙
这三个品牌，基本占了国内PLC市场的半壁江山。我每个都用过，说说真实感受。
| 对比项 | 西门子 | 三菱 | 欧姆龙 |
|---|---|---|---|
| 代表系列 | S7-1200 / S7-1500 | FX3U / FX5U / L系列 | CP1H / NJ系列 |
| 编程软件 | TIA Portal（博途） | GX Works3 | CX-Programmer / Sysmac Studio |
| 编程语言 | LAD / FBD / SCL / GRAPH | LAD / FBD / ST / SFC | LAD / FBD / ST / SFC |
| 通信协议 | Profinet（强项） | CC-Link / Modbus | EtherCAT / EtherNet/IP |
| 运动控制 | 中等（需选型支持） | 强（尤其定位控制） | 强（NJ系列很能打） |
| 价格 | 偏高 | 中等 | 中等偏高 |
| 上手难度 | 中等（博途功能多） | 容易（日系风格直观） | 中等 |
我的个人建议：
- 如果你做大型系统、需要Profinet总线、或者客户指定德系，选西门子。博途虽然大，但集成度确实高。
- 如果你做单机设备、包装机械、或者成本敏感，三菱FX5U性价比很高。我去年给一个包装机项目配了FX5U，客户很满意。
- 如果你做高速运动控制、或者需要EtherCAT，欧姆龙NJ系列值得考虑。它的轴控制能力，说实话，比同价位西门子强。
小技巧：选型时别只看CPU价格。把配套的电源、IO模块、通信模块、编程电缆都算进去，才是真实成本。我见过有人买了便宜的CPU，结果发现专用通信模块贵得离谱。
1.3 采购清单与预算规划
采购清单，我一般分成三部分：核心硬件、附件耗材、工具软件。下面是一个典型的清单模板：
1.3.1 核心硬件清单
- PLC CPU模块（含型号）
- 电源模块（注意输入电压，220V AC还是24V DC）
- 数字量输入模块（如16点DI）
- 数字量输出模块（如16点DO，注意继电器输出还是晶体管输出）
- 模拟量输入模块（如4通道AI，0-10V或4-20mA）
- 模拟量输出模块（如2通道AO）
- 通信模块（如RS485、以太网模块）
1.3.2 附件与耗材
- 编程电缆（USB转RS232/RS485，或者以太网线）
- 端子排、继电器、保险丝
- 24V DC开关电源（给传感器和PLC供电）
- 导轨、线槽、扎带
- 备用IO模块（建议多买1-2个，防止现场烧坏）
1.3.3 工具与软件
- 编程软件授权（西门子博途、三菱GX Works等）
- HMI（人机界面，如西门子精简系列、三菱GOT）
- 万用表、示波器（调试用）
- 模拟量信号发生器（调试模拟量通道时很有用）
避坑指南：我曾经在一个项目中，为了省几百块钱，买了非原装的编程电缆。结果现场死活连不上PLC，折腾了两天，最后还是换了原装线。嗯，有些钱真不能省。
1.4 预算规划实例
假设你要搭建一个小型实验平台，控制一个步进电机、几个传感器、一个气缸。我按三菱FX5U方案给你算一笔：
| 项目 | 型号/规格 | 预估价格（元） |
|---|---|---|
| PLC CPU | FX5U-32MT/ES | 1200 |
| 电源模块 | FX5-1PSU-5V | 300 |
| 模拟量模块 | FX5-4AD-ADP | 500 |
| 编程电缆 | USB-AB30（原装） | 200 |
| 24V开关电源 | 明纬 150W | 150 |
| 步进驱动器+电机 | 57步进套装 | 400 |
| 传感器（光电+接近） | 欧姆龙E3Z / E2E | 300 |
| 气缸+电磁阀 | SMC 标准型 | 350 |
| 导轨、线槽、端子等 | 杂项 | 200 |
| 总计 | 约3600元 |
你看，一个能跑起来的实验平台，预算大概在3000-4000元。如果你选西门子S7-1200，CPU贵一些，但整体也就在5000元左右。说实话，这点投入对于学习来说，非常值得。
我的建议：第一次采购，别贪便宜买二手或者杂牌。你想想看，如果PLC本身不稳定，你花再多时间调试也是白搭。买正规渠道的全新产品，出了问题至少能找到人。
1.5 采购渠道与注意事项
采购渠道，我一般推荐三个：
- 官方授权代理商：价格稍高，但售后有保障。适合公司采购。
- 大型电商平台：比如某宝、某东，找信誉好的店铺。适合个人学习。
- 二手市场：如果你预算极低，可以淘二手。但风险自担，我见过有人买到翻新机，用了三个月就坏了。
最后提醒一句：下单前，一定跟卖家确认好型号、版本、是否含编程软件授权。我有个朋友买了个S7-1200，结果发现是1211C，IO点数根本不够用，退换货又折腾了一周。
好了，这一章就聊到这里。下一章我们开始讲硬件接线与布局，到时候我会手把手教你搭建一个完整的实验平台。有什么问题，欢迎随时交流。