1、PLC概述：PLC的定义、发展历史、主要品牌与选型指南
1.1 到底什么是PLC？
PLC，全称是Programmable Logic Controller，中文叫可编程逻辑控制器。说白了，它就是工业现场的一台“专用计算机”。
我经常跟刚入行的朋友讲：你别把它想得太神秘。PLC的核心任务就三件事——读输入、做运算、写输出。它不停地循环做这三件事，就能控制一台机器、一条产线，甚至一个工厂。
举个例子。你按下一个启动按钮（输入），PLC读到这个信号，内部程序判断“嗯，条件满足”，然后输出一个信号让电机转起来。就这么简单。
PLC的典型组成：
- CPU模块：大脑，执行用户程序
- 电源模块：提供工作电源，通常是24V DC或220V AC
- 输入模块：接收传感器、按钮等信号
- 输出模块：驱动继电器、接触器、电磁阀等
- 编程软件：用来写梯形图或ST语言
我个人习惯把PLC比作“工业界的树莓派”——但它比树莓派皮实多了。抗干扰、耐高温、能连续运行几年不关机。嗯，这一点普通电脑真比不了。
1.2 PLC是怎么来的？
聊PLC的历史，得从上世纪60年代说起。
那时候工厂里控制机器靠什么？继电器。一个控制柜里密密麻麻全是继电器，接线复杂得像蜘蛛网。改一次控制逻辑，电工得重新接线，一干就是好几天。
1968年，美国通用汽车公司（GM）受不了了。他们提了个需求：能不能搞一个设备，用程序代替硬接线？这样改逻辑就不用动线了。
于是，1969年，美国Modicon公司（后来被施耐德收购）造出了世界上第一台PLC——Modicon 084。你想想看，那时候连个人电脑都还没诞生呢。
之后的发展脉络是这样的：
| 年代 | 特点 | 代表事件 |
|---|---|---|
| 1970s | 替代继电器，功能单一 | Modicon、Allen-Bradley崛起 |
| 1980s | 引入通信功能 | 西门子S5系列问世 |
| 1990s | 小型化、高速化 | 三菱FX系列、欧姆龙C系列 |
| 2000s至今 | 网络化、智能化 | 西门子S7-1200/1500、Codesys生态 |
我记得刚入行那会儿，用的还是西门子S7-300，编程软件是Step 7 V5.x。那时候没有USB口，程序下载得用MPI电缆，速度慢得让人抓狂。现在用S7-1200，一根网线搞定，方便太多了。
1.3 主流品牌有哪些？
做PLC选型，首先得知道市面上谁家东西靠谱。我按市场占有率排个序，你心里有个数。
全球PLC品牌第一梯队：
- 西门子（Siemens）：德国品牌，S7-200 SMART、S7-1200、S7-1500。欧洲市场绝对老大，国内也极受欢迎。
- 罗克韦尔（Rockwell / Allen-Bradley）：美国品牌，ControlLogix、CompactLogix系列。北美市场霸主。
- 三菱（Mitsubishi）：日本品牌，FX系列、L系列、Q系列。性价比高，小型机市场很强。
- 施耐德（Schneider）：法国品牌，Modicon M200/M221/M241/M251/M262。中端市场很稳。
- 欧姆龙（Omron）：日本品牌，CP系列、NJ/NX系列。在包装、电子行业口碑很好。
国内品牌这几年也起来了。汇川、信捷、台达，在中小型项目上性价比很高。我曾经在一个包装线项目上用过汇川的PLC，稳定性不错，价格只有西门子的一半。
1.4 选型到底怎么选？
选PLC，说白了就是匹配需求。我总结了一个“五步选型法”，你照着来基本不会错。
第一步：算I/O点数
先数清楚你的系统需要多少个输入信号、多少个输出信号。然后留出15%~20%的余量。为什么？因为现场改方案是常态。我吃过这个亏——有一次项目验收前客户突然要加5个传感器，结果I/O不够，临时加扩展模块，工期耽误了一周。
第二步：看控制规模
- 小型系统（I/O < 128点）：选西门子S7-200 SMART、三菱FX3U、汇川H3U。性价比高，编程简单。
- 中型系统（I/O 128~512点）：选西门子S7-1200、三菱FX5U、欧姆龙CP1H。支持以太网通信。
- 大型系统（I/O > 512点）：选西门子S7-1500、罗克韦尔ControlLogix、三菱Q系列。适合复杂控制。
第三步：确认通信需求
现在做项目，基本都要求以太网通信。Modbus TCP、Profinet、EtherNet/IP是主流。如果你要连变频器、伺服驱动器，最好选支持同一协议族的PLC。
避坑指南：我曾经在一个项目中选了不支持Profinet的PLC，结果上位机死活连不上。最后加了个协议转换器，不仅多花了钱，还多了一个故障点。所以，通信协议一定要提前确认好。
第四步：考虑编程环境
西门子用TIA Portal，三菱用GX Works，罗克韦尔用Studio 5000。我个人建议：如果你刚入门，先从西门子S7-1200 + TIA Portal开始。为什么？因为TIA Portal生态好，资料多，社区活跃。遇到问题百度一下，基本都有答案。
第五步：看预算和供货
进口品牌贵，但稳定。国产品牌便宜，但有些型号供货不稳定。我建议：关键项目用进口，非关键项目用国产。比如安全相关的急停回路，我从来不用国产PLC控制——不是不信任，而是安全认证这块，进口品牌确实更成熟。
1.5 一个小例子：选型清单
假设你要控制一台简单的包装机：
- 输入：启动按钮、停止按钮、光电传感器、限位开关 × 2
- 输出：电机接触器、电磁阀、指示灯
我建议的配置：
PLC型号：西门子 S7-1200 1212C AC/DC/RLY
输入点数：8点数字量输入（够用）
输出点数：6点继电器输出（驱动接触器没问题）
扩展：暂时不需要
编程软件：TIA Portal V17
通信：Profinet（方便以后接HMI）这套配置下来，硬件成本大概在1500元左右。对于这种小项目，完全够用了。
1.6 小结
PLC不是什么高深的东西。它就是工业现场的一台“逻辑大脑”。选型的时候，别贪大求全，也别抠门省那几百块钱。合适的才是最好的。
下一章，我会带你深入PLC的内部——看看它到底是怎么工作的。到时候我会讲扫描周期、中断、以及为什么PLC的“循环”这么重要。嗯，到时候见。