選型流程與考量因素

步：明確控制需求分析（重要的步）

1. I/O點數 (數字量/模擬量)

   • 數字量I/O (DI/DO): 統計所有、按鈕、傳感器（接近開關、光電開關等）、、、指示燈等的數量。并預留10%-20%的余量以備后期修改和擴展。

   • 模擬量I/O (AI/AO): 統計所有需要連續測量的信號（如溫度、壓力、流量傳感器，通常是4-20mA或0-10V）和所有需要連續輸出的信號（如控制器速度、比例閥開度等）的數量。同樣需要預留余量。

   • 特殊模塊: 是否需要其他特殊功能模塊？如：

     • 高速計數器 (HSC): 用于編碼器脈沖計數、頻率測量。

     • 脈沖輸出 (PTO/PWM): 用于控制步進電機或伺服電機。

     • 溫度測量: 直接連接熱電偶 (TC) 或熱電阻 (RTD) 的模塊。

     • 通信模塊: 支持PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, CANopen等總線協議的模塊。

2. 程序容量與掃描速度

   • 內存容量: 根據控制邏輯的復雜程度估算所需程序內存和數據存儲內存的大小。邏輯越復雜，數據處理越多（如配方、歷史記錄），需要的內存越大。

   • 掃描速度: 對于高速控制應用（如飛剪、精準包裝），需要極快的程序掃描周期（如<1ms）。對于一般邏輯控制，普通速度即可。

3. 編程軟件與語言

   • 軟件成本與熟悉度: 不同品牌的PLC使用不同的編程軟件（如西門子的TIA Portal，施耐德的EcoStruxure，羅克韋爾的Studio 5000）。需要考慮軟件的價格、授權方式以及您的技術團隊對它的熟悉程度。

   • 編程語言支持: 檢查PLC是否支持您需要的編程語言，常用的是梯形圖 (LD) 和結構化文本 (ST)，有時也需要功能塊圖 (FBD) 或順序功能圖 (SFC)。

第二步：確定硬件配置

1. PLC類型選擇

   • 微型PLC ( Nano PLC): 點數少（<100點），功能簡單，成本低，適用于小型設備（如包裝機、小型 conveyor）。代表：西門子 S7-1200，施耐德 Modicon M100/M200，歐姆龍 CP系列。

   • 中小型模塊化PLC: 靈活性的選擇。通過基板和模塊擴展，I/O點數可從幾十點到幾百點。是大多數自動化項目的。代表：西門子 S7-1500/ S7-300(逐漸淘汰)，施耐德 Modicon M340，羅克韋爾 CompactLogix。

   • 大型PLC: 用于復雜過程控制、大型SCADA系統，點數可達數千點。支持冗余（電源、CPU、網絡）、多任務處理和各種通信。代表：西門子 S7-400/ S7-1500R/H，羅克韋爾 ControlLogix，施耐德 Modicon Quantum。

2. 電源計算

   • 計算所有PLC模塊、以及由PLC數字輸出點直接驅動的現場設備（如傳感器、繼電器）的總耗電量。

   • 確保選擇的電源模塊能夠提供足夠的功率，并留有30%左右的裕量。

3. 安裝環境

   • 防護等級 (IP Rating): 現場環境是否有粉塵、油污、潮濕？是否需要IP20以上的防護等級？

   • 溫度與濕度: PLC的工作溫度范圍是否符合現場環境？寬溫型產品適用于更苛刻的環境。

   • 振動: 如果安裝在大型設備（如壓機、注塑機）旁邊，需要考慮抗振動性能。

第三步：通信與網絡連接

• 現場總線接口: PLC是否需要集成式的PROFINET、EtherNet/IP、Modbus TCP/IP等以太網接口？這是現代PLC的標準配置。

• 傳統串口: 是否需要RS-232/RS-485接口來連接舊的設備（如變頻器、儀表）？Modbus RTU協議非常普遍。

• 遠程I/O: 設備是否分布很廣？是否需要通過遠程I/O站或分布式I/O（如西門子的ET200SP系列）來節省布線成本？這通常需要相應的網絡協議支持。

• 上位機與云連接: 是否需要與HMI（人機界面）、SCADA（數據采集與監視控制系統）、MES（制造執行系統）或云平臺進行數據交換？

第四步：品牌、成本與服務

1. 品牌生態與可靠性

   • 主流品牌: 西門子(Siemens)、羅克韋爾(Rockwell/AB)、施耐德(Schneider)、三菱(Mitsubishi)、歐姆龍(Omron)等。它們可靠性高，生態完整（擁有豐富的HMI、變頻器、伺服產品線），但價格較高。

   • 國產品牌: 臺達(Delta)、信捷、匯川、和利時等。性價比極高，功能日益強大，在中小型項目中非常有競爭力，服務和響應速度快。

2. 總擁有成本 (TCO)

   • 不僅要考慮PLC硬件本身的初始采購成本，還要考慮：

     • 軟件授權費用

     • 培訓成本

     • 后期維護和備件成本

     • 技術支持的可獲得性

3. 技術服務與支持

   • 該品牌在您所在區域是否有強大的技術支持團隊？

   • 資料文檔、技術樣例是否豐富？

   • 遇到問題時，能否快速得到解決？

選型 checklist 總結表

一個簡單的選型舉例

項目： 一套自動化物料輸送線

• I/O點數： DI x 40, DO x 24, AI (4-20mA) x 4, 編碼器高速計數 x 2。

• 通信： 需要連接2臺HMI觸摸屏（以太網）、5臺變頻器（Modbus RTU）、并接入工廠MES系統。

• 環境： 工業車間，有一定粉塵和振動。

選型思路：

1. 類型： 選擇中小型模塊化PLC（如西門子S7-1500系列或施耐德M340系列），因為點數適中且需要靈活擴展通信。

2. CPU： 選擇一款自帶以太網口和至少一個RS485串口的中端CPU。

3. 模塊：

   • 一塊32點DI模塊 + 一塊16點DI模塊。

   • 一塊32點DO模塊。

   • 一塊4通道AI模擬量輸入模塊。

   • 一塊高速計數器模塊（或選擇本身集成高速計數功能的CPU）。

4. 電源： 根據所有模塊的耗電量，選擇一款額定功率留有30%裕量的電源模塊。

5. 軟件： 使用品牌對應的集成開發軟件（如TIA Portal）進行編程。