一文读懂PLC选型
一、 概述
PLC架构及选型首先基于工艺流程，设备、仪表安装位置，设备仪表类型，电控室位置，现场环境等因素来决定；还需要考虑扩展性，点位裕量，通讯类型和通讯口数量以及是否和系统外平台通讯等问题；此外还应考虑信号屏蔽接地， CPU冗余等情况。
二、需要考虑的因素
CPU的选型涉及到现场环境，是否冗余，处理速度，通讯接口等功能等多种因素。具体如下：
01 现场环境
主要考虑潮湿和粉尘，环境温度等情况，极端情况需要考虑是否有冷凝、盐雾、化学活性物质、生物活性物质、粉尘、浮尘等因素；如果有以上极端环境就需要考虑极端环境型PLC。
平常考虑比较多的是南北方温度的差异，零度以下的情况需要考虑柜内增加小容量加热器，使温度保持在零上；南方温度较高时，柜门安装散热风扇；条件允许时，最好是控制室安装制冷制热功能的空调来维持良好的运行温度。虽然说部分PLC文件中写运行温度在0到60摄氏度之间，但温度的影响对电路板的运行是一个考验，需要谨慎考量。
02 扩展机架的通讯方式
大型项目点位较多，一个柜子所安装的模块数量解决不了信号接入问题，就需要扩展模块，主要考虑扩展方式，使用以太网通讯的接口模块，还是PROFIBUS DP的接口模块。如果通讯距离较长，大于100米建议使用PROFIBUS DP接口模块扩展，通讯长度可以达到1.2KM。
如果超过2KM考虑使用以太网通讯，连接电缆使用单模光纤；距离在100m-2000m之间的情况下可以考虑多模光纤，比较经济。
这里就比较详细的展示了以太网通讯的具体情况，可以根据传输距离和经济性来选择。如果采用以太网通讯100米以内采用超五类或者六类网线；100m-2km可以选择多模光纤，2km-25km采用单模光纤。1000兆网络根据传输距离具体选择；一般情况下，使用经济性，通讯距离等等情况百兆网基本上就能满足传输需求。千兆网及设备相对较贵，信号及传输要求较高时可以采用。
03 通讯接口
在项目中除了PLC本身接入的点位外，还会有成套设备及需要通讯的仪表；这时候就要考虑接口数量及通讯方式；成套设备很多情况下，厂家不同会使用不同的PLC，造成通讯问题，一方面可以要求厂家统一使用同一品牌的PLC，一方面部分厂家不能达成要求的情况下，建议都配置MODBUS协议及接口，方便设备间信号的交换。Modbus是比较通用的协议类型，仪表及不同厂家信号通讯比较容易达成；中控这边可以使用串口服务器或者配置RS485模块扩展接口来满足现场的需要。现在市场上协议转换模块较多，节省了程序编辑的麻烦，方便了现场使用。
另一种方式是使用OPC通讯，利用KepServer等OPC软件采集各种PLC信号，统一上传至上位机系统；一般情况下，优先考虑PLC之间的通讯，毕竟最直接，减少中间商，也减少了故障率。
另外还有部分数据外传的要求，比如污水厂进出口水质检测信息，这种情况下，还需要考虑使用4G网关（网关一般宏电，塔石，有人，繁易，明牛等等都比较常用）。
04 选择PLC类型
PLC类型主要根据项目大小，也就是PLC点表的数量，200点以内的项目选用小型PLC就行，主要用于小型成套设备或者小的工艺系统；一般大于200点，小于2000点的项目，中型PLC就足够应付。大于2000点的项目使用大型PLC。以上只是参考点位来大概划分，具体根据厂家的不同，会有区别。
甚至于可以用多个小型CPU来处理中型项目，多个中型CPU来应对大型项目，主要看厂房分布及数据交互程度，数据交互量大，不建议这么组网；交互量小，甚至系统之间基本独立，只是个别点位的交互，可以这么使用，也比交方便，备货方便，更换成本也会降低。
05 I/O点位
I/O点数是模块数量及机架扩展数量最重要的依据；估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～15%的可扩展 。实际操作时，看项目大小和未来需要扩展的可能性来预留，比如大项目所有点位都预留15%也是浪费，而且增加了前期费用。小系统仅有几十个点，预留15%，有的通道类型还不够未来扩展，需要具体考虑项目未来可能的扩展性。
实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。
06 存储器容量
西门子S7 - 1500的PLC程序主要存储在不同功能的存储区中，这些存储区包括装载存储器区、工作存储器区、系统存储器区和保持存储器区，下面为你详细介绍：
▲ 装载存储区：装载存储器主要存储项目中的程序块、数据块、工艺对象、硬件配置，也就是用博途编写程序和组态硬件产生的所有数据，装载存储器还可以保存变量的符号、注释信息以及PLC的数据类型。需要扩展的话；可以增加外部MCC卡来扩展。
▲ 工作存储区：工作存储器是集成在CPU内部的RAM存储器，容量根据型号确定，不能扩展。它可分为代码工作存储器和数据工作存储器，分别用来保存与程序运行相关的代码（OB/FB/FC）和数据块（DB）。工作存储器类似个人电脑中的内存条，断电时数据会丢失，恢复供电时CPU会从装载存储器复制数据到工作存储器，程序和数据在工作存储器中运行。
▲ 系统存储区：系统存储器也是集成在CPU内部的RAM存储器，数据掉电丢失，容量不能扩展。它主要包括输入过程映像区（I区）、输出过程映像区（Q区）、位存储区（M区）、定时器区（T区）、计数器区（C区）、局部数据区（L区）、I/O外设存储器等，是CPU系统运行用来处理数据的。
▲ 保持存储区：保持存储器是集成在CPU内部的非易失存储器，通过参数设置可以使一部分数据（如M、T、C和数据块内的数据）掉电后不丢失。默认情况下这些数据掉电会复位，设置成可保持后，在掉电时数据会保存到保持存储器中。
这里写一段程序来看看PLC各存储区的情况。
示例如下：
这里的硬件使用的是CPU 1513-1PN+DI32X24VDC的配置。
在组态界面选定CPU，右键弹出的下拉列表中选择“分配列表”弹出的对话框里选择“资源”便出现以上界面。各存储区的情况一目了然；现在仅仅添加了CPU和一个32通道的数字量模块。
这里可以看到装载存储区是需要外装MCC卡的，代码和数据工作存储区以及保持性存储区是CPU自带的内存，不能改变。
OB块占用2424个字节：包含编写程序和组态硬件产生的所有数据；目前没有写任何程序，是硬件组态占用的字节数；我们继续添加模块，装载区的存储量会跟着增加，可以看到增加的模块不同占用的字节数不同，16通道的模块占的字节数有的还会多于32通道的字节数，相同的模块也会有1-2个字节的差别。根据模块计算装载区的容量，并不是看通道数量就能算出来，还需要了解不同模块实际占用的字节数。
以上是组织块增加了一个起保停程序和创建一个DB块并在DB块添加5个布尔量的结果。可以看到，存储区的影响因素比较多，不能简单的来计算；没有特别的规律，需要通过不同的组合，尝试来预估，这为科学的计算出存储容量带来一定的难度，目前没找到合适的计算方式来预估。
查找百度或者DRRPSEEK：很多资料用存储容量(字)=开关量I/O点数×10 + 模拟量I/O通道数×100”计算：实际上到现在来说已经不适用。
综上：如果需要估算存储区容量，可以在项目还未正式采购之前根据需求选定CPU进行程序编辑，根据编辑完的程序来准确选型；如果项目进度来不及，尽量借鉴类似体量的项目，选定CPU和存储卡；最后再不行的话，尽量根据目前项目体量选择大一点的配置和存储容量。实际上大多数项目体量已经有可借鉴的程序和配置来选择；尽量参照即可；参照项目选择同行业，同类型项目。
07 需要使用的编程语言
PLC编程语言有5种：LAD梯形图，功能块语言FBD,结构化文本语言SCL,语句表STL，顺序功能图语言SFC（西门子 PLC S7 - 300/400 的 S7GRAPH ；日本三菱，欧姆龙，施耐德，AB等品牌PLC支持顺序功能图语言）；最早的PLC梯形图和语句表可以相互转换，目前语句表基本不支持了；功能块语言用的也比较少；顺序功能图语言比较直观，小的顺序性比较严格的系统非常适合；目前最常用的还是LAD和结构化文本语言，其次是顺序功能图控制。根据系统特点和编程习惯来选择。尤其涉及到顺序功能图控制，不是所有PLC都能够支持，需要了解实现过程，使用的软硬件情况。
08 支持的功能
除了以上考虑的事项外，考虑的功能如下：
▲ 通讯选项：Modbus RTU、Modbus TCP、OPC UA、TCP/IP、PROFINET等等；主要根据自己需要的通讯选择CPU
▲ 运动控制：一般用于生产线伺服、步进电机场景
▲ 集成的接口数量：PROFINET接口或则PROFIBUS接口
▲ 扩展通讯模块数量：最多4、6、8个还是多少个，根据需要选择CPU。
▲ 最大资源连接数：即和其他设备通讯连接的数量
▲ 输入/输出类型、供电电源等等
▲ 是否支持热插拔
▲ 是否需要外购插接端子
▲ 环网要求
以上是PLC选型过程中，普遍需要考虑的基本问题，最主要的是系统架构，通讯接口，通讯距离，现场环境，I/O点数，程序内存，仪表及设备信号类型。
作者：
网名禅主，80后，2015年开始从事环保行业自控及电气系统设计，调试工作，已有10年时间；先后从事过污泥处理，工业废水处理，污水处理，市政泵站，调蓄池相关工作。
2025年07月
