原創(chuàng)：PLC千千闕哥「PLC快速入門」
1 PLC CPU模塊的功能CPU模塊，是 PLC的核心，起著神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU，控制整個系統(tǒng)工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。 PLC中的CPU模塊實(shí)際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對 CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能，能正確地使用它就夠了。 CPU 模塊的外部表現(xiàn)就是它工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，CPU模塊上有各種狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。 除了顯示，CPU模塊還有各種總線接口，用于連接 I/O模塊或底板，如內(nèi)存接口用于安裝內(nèi)存卡，通訊口用于進(jìn)行通訊。 CPU模塊上，還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對 PLC 作設(shè)定，如設(shè)定PLC工作方式、內(nèi)存區(qū)等。 2 各個品牌PLC CPU采用的芯片一覽我們知道，在本質(zhì)上，PLC也是一種單片機(jī)，也要采用CPU芯片。市面上的PLC品牌和型號那么多，大家肯定很好奇，他們內(nèi)部究竟是采用什么樣的CPU芯片呢？本文就揭秘這個話題。 目前，對于CPU芯片，為了控制成本和后續(xù)升級維護(hù)方便，除了少數(shù)型號采用定制芯片外，大多數(shù)PLC品牌主要采用芯片廠家推出的通用芯片。 下面介紹各個品牌 PLC CPU芯片的使用情況 西門子 S7-300、S7-400系列的CPU芯片一直采用美國TI（德州儀器）生產(chǎn)的DSP；其中，414-3和414-4H主頻為150MHz，417-4為200MHz。 西門子 S7-200系列小型PLC，是西門子從美國TI公司收購得來的產(chǎn)品，早期直接采用C51單片機(jī)，后來更新采用了TI公司的DSP，主頻才24MHz，至今在中國市場仍大行其道。 美國GE公司 PAC RX3i 的CPU采用Intel的移動版Celeron（賽揚(yáng)），處理器的主頻為300Mhz； 美國GE公司 PAC RX7i 的CPU采用Intel的移動版Pentium3（奔騰3），處理器的主頻為700Mhz； 施耐德 昆騰Quantum140 系列PLC采用Intel的移動版 Pentium MMX，主頻為266Mhz； 美國羅克韋爾AB和霍尼韋爾HoneyWell的PLC，CPU都采用IBM制造的Power PC RISC芯片，主頻才100MHz，雖然主頻不高但性能依然很強(qiáng)勁。 和利時 DCS的CPU，采用Intel的486DX芯片，主頻100Mhz； GE-上海新華 DCS系統(tǒng)的CPU，采用Intel移動版Pentium2（奔騰2），主頻400Mhz；
歐陸的T940X系列DCS，使用的是AMD的RISC芯片，主頻133MHz；
中控的DCS ECS-100的CPU采用ARM芯片，主頻才24MHz，但運(yùn)算性能也足夠用；
很多國產(chǎn)品牌PLC的CPU，都是采用意法半導(dǎo)體公司（ST）的STM32芯片，主頻范圍為36~72Mhz。
3 PLC CPU芯片性能不同，但實(shí)際使用差異并不明顯從以上一覽表可以看出，各個品牌PLC采用的CPU芯片各種各樣，主頻更是從24Mhz~700Mhz，相差幾十倍。 但在實(shí)際使用中，感覺他們彼此的差異并沒有那么大，基本可以歸類于同一個數(shù)量級。這是為什么呢？
原因就是相比于不同的硬件架構(gòu)，不同的軟件架構(gòu)對性能有更大的影響。 在軟件架構(gòu)中，處于解釋層的軟件編譯平臺對性能影響占比最大。 而在分布式IO、DCS等大系統(tǒng)中，采用不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對整體性能影響最大。 4 PLC芯片為什么不直接采用PC、手機(jī)芯片？現(xiàn)在，PC、手機(jī)CPU芯片發(fā)展特別迅速，基本是一年一換代。 如高通推出的Qualcomm? 驍龍? 660 處理器，采用14m八核架構(gòu)，CPU頻率2.2GHz，定位于中低端市場，目前已經(jīng)被驍龍? 710 處理器所替代。
如Intel公司的酷睿Core 四核處理器i5-8300H，采用4核8線程架構(gòu)，主頻2.3GHz，單核最大睿頻4GHz，四核最大睿頻3.9GHz，性能不知道比PLC使用的芯片高到哪里去了，而這還僅僅是一款快落伍的PC芯片。
既然PC和手機(jī)芯片性能這么強(qiáng)大，如果PLC采用這些CPU豈不是能上天？ 現(xiàn)實(shí)情況是PLC的CPU芯片，最先進(jìn)的也不過是Pentium3（奔騰3）這樣的老古董。 存在即合理，這是因為除了成本以外，決定PLC或DCS使用PC、手機(jī)通用芯片最關(guān)鍵的問題是散熱。
因為不管是寒冬還是酷暑，PLC都需要365天×24小時不間斷穩(wěn)定運(yùn)行，而根據(jù)我們使用電腦、手機(jī)的經(jīng)驗，如果玩游戲或者打開大型軟件，電腦和手機(jī)會發(fā)熱、會變卡，甚至死機(jī)。 如果PLC直接使用電腦、手機(jī)CPU芯片，為了給CPU散熱肯定要加個風(fēng)扇，這樣雖然散熱沒問題了，但風(fēng)扇的壽命又是個問題。 另外風(fēng)扇會增大PLC體積，導(dǎo)致安裝不方便，同時風(fēng)扇還要消耗電能，導(dǎo)致PLC電源規(guī)格也要增大，風(fēng)扇還會導(dǎo)致PLC內(nèi)部氣流變化，把現(xiàn)場的很多腐蝕性的氣體帶進(jìn)來，導(dǎo)致PLC內(nèi)部器件提前老化.....等等問題。
總之，目前的PLC芯片雖然性能差一點(diǎn)，但完全能滿足控制需求，而且相當(dāng)穩(wěn)定。 工業(yè)設(shè)備嘛，就該有工業(yè)設(shè)備的樣子。
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