揭密！各个品牌PLC的CPU内部使用的是什么芯片？

原创：PLC千千阙哥

「PLC快速入门 」

摘要：一般来说，PLC中最贵的部分是CPU模块，因为CPU模块是整个系统的控制中枢，相当于人的大脑和心脏。顾名思义，CPU模块是由CPU芯片和存储器、接口电路等一些外围器件组成的，那么，目前市场上，各个品牌的PLC CPU是采用哪些芯片呢？

1 PLC CPU模块的功能

CPU模块，是 PLC的核心，起着神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，控制整个系统工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。

PLC中的CPU模块实际上就是微处理器，由于电路的高度集成，对 CPU内部的详细分析已无必要，我们只要弄清它在PLC中的功能，能正确地使用它就够了。

CPU 模块的外部表现就是它工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲，CPU模块上有各种状态指示灯，如电源显示、运行显示、故障显示等。

除了显示，CPU模块还有各种总线接口，用于连接 I/O模块或底板，如内存接口用于安装内存卡，通讯口用于进行通讯。

CPU模块上，还有许多设定开关，用以对 PLC 作设定，如设定PLC工作方式、内存区等。

2 各个品牌PLC CPU采用的芯片一览

我们知道，在本质上，PLC也是一种单片机，也要采用CPU芯片。市面上的PLC品牌和型号那么多，大家肯定很好奇，他们内部究竟是采用什么样的CPU芯片呢？本文就揭秘这个话题。

目前，对于CPU芯片，为了控制成本和后续升级维护方便，除了少数型号采用定制芯片外，大多数PLC品牌主要采用芯片厂家推出的通用芯片。

下面介绍各个品牌 PLC CPU芯片的使用情况

西门子 S7-300、S7-400系列的CPU芯片一直采用美国TI（德州仪器）生产的DSP；其中，414-3和414-4H主频为150MHz，417-4为200MHz。

西门子 S7-200系列小型PLC，是西门子从美国TI公司收购得来的产品，早期直接采用C51单片机，后来更新采用了TI公司的DSP，主频才24MHz，至今在中国市场仍大行其道。

美国GE公司 PAC RX3i 的CPU采用Intel的移动版Celeron（赛扬），处理器的主频为300Mhz；

美国GE公司 PAC RX7i 的CPU采用Intel的移动版Pentium3（奔腾3），处理器的主频为700Mhz；

施耐德 昆腾Quantum140 系列PLC采用Intel的移动版 Pentium MMX，主频为266Mhz；

美国罗克韦尔AB和霍尼韦尔HoneyWell的PLC，CPU都采用IBM制造的Power PC RISC芯片，主频才100MHz，虽然主频不高但性能依然很强劲。

和利时 DCS的CPU，采用Intel的486DX芯片，主频100Mhz；

GE-上海新华 DCS系统的CPU，采用Intel移动版Pentium2（奔腾2），主频400Mhz；

欧陆的T940X系列DCS，使用的是AMD的RISC芯片，主频133MHz；

中控的DCS ECS-100的CPU采用ARM芯片，主频才24MHz，但运算性能也足够用；

很多国产品牌PLC的CPU，都是采用意法半导体公司（ST）的STM32芯片，主频范围为36~72Mhz。

3 PLC CPU芯片性能不同，但实际使用差异并不明显

从以上一览表可以看出，各个品牌PLC采用的CPU芯片各种各样，主频更是从24Mhz~700Mhz，相差几十倍。

但在实际使用中，感觉他们彼此的差异并没有那么大，基本可以归类于同一个数量级。这是为什么呢？

原因就是相比于不同的硬件架构，不同的软件架构对性能有更大的影响。

在软件架构中，处于解释层的软件编译平台对性能影响占比最大。

而在分布式IO、DCS等大系统中，采用不同的网络架构对整体性能影响最大。

4 PLC芯片为什么不直接采用PC、手机芯片？

现在，PC、手机CPU芯片发展特别迅速，基本是一年一换代。

如高通推出的Qualcomm® 骁龙™ 660 处理器，采用14m八核架构，CPU频率2.2GHz，定位于中低端市场，目前已经被骁龙™ 710 处理器所替代。

如Intel公司的酷睿Core 四核处理器i5-8300H，采用4核8线程架构，主频2.3GHz，单核最大睿频4GHz，四核最大睿频3.9GHz，性能不知道比PLC使用的芯片高到哪里去了，而这还仅仅是一款快落伍的PC芯片。

既然PC和手机芯片性能这么强大，如果PLC采用这些CPU岂不是能上天？

现实情况是PLC的CPU芯片，最先进的也不过是Pentium3（奔腾3）这样的老古董。

存在即合理，这是因为除了成本以外，决定PLC或DCS使用PC、手机通用芯片最关键的问题是散热。

因为不管是寒冬还是酷暑，PLC都需要365天×24小时不间断稳定运行，而根据我们使用电脑、手机的经验，如果玩游戏或者打开大型软件，电脑和手机会发热、会变卡，甚至死机。

如果PLC直接使用电脑、手机CPU芯片，为了给CPU散热肯定要加个风扇，这样虽然散热没问题了，但风扇的寿命又是个问题。

另外风扇会增大PLC体积，导致安装不方便，同时风扇还要消耗电能，导致PLC电源规格也要增大，风扇还会导致PLC内部气流变化，把现场的很多腐蚀性的气体带进来，导致PLC内部器件提前老化.....等等问题。

总之，目前的PLC芯片虽然性能差一点，但完全能满足控制需求，而且相当稳定。

工业设备嘛，就该有工业设备的样子。

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OPC Server For Eurotherm（欧陆）

ForeverCredit OPC Server服务器软件，简称OPCServer，是北京华恒信远针对企业生产过程中所涉及到的各种DCS、PLC、组态软件、电力综合自动化等控制系统、测量系统、其它辅助生产的设备和软件系统自主研发的标准OPC接口，为第三方应用系统提供工业标准通讯接口，主要作用是为先进控制、实时数据库、MES、MIS、ERP等系统提供数据

NETWORK-6000+

NETWORK-6000+分散控制系统（DCS）由系统网络（Ethernet）、人机界面MMI（包括操作员站和工程师站）、控制网络（ELIN或 ALIN）、分散处理单元（DPU）、I/O网络(Profibus)和I/O模件等部分组成。

随着日新月异的计算机技术、通信技术、控制技术和显示技术的不断发展，科远公司不断跟随技术的发展，积极致力于开发DCS功能以实现火电厂生产效益最大化，使火电厂在分散控制系统投资得到良好回报，NETWORK-6000+在NETWORK-6000的基础上，新增了以下功能：

（1）、提供调节系统整定参数优化算法，既保证系统的快速响应，又避免系统震荡，进一步提高调节控制品质和精度，例如，135MW机组在3%速率下负荷变化±40MW时，汽压最大偏差小于±0.3MPa,主汽温最大偏差小于±6℃,再热汽温最大偏差小于±8℃,水位最大偏差小于±30mm,负压最大偏差小于±120Pa,氧量最大偏差小于±0.5%。

（2）、NETWORK-6000+结合电厂SIS系统的需要，增加了专用的SIS接口，一是便于向SIS系统提供数据，其次是确保DCS的安全性。

（3）、进一步提高了软件伺服放大器的性能，一是提高定位精度到±0.2%，二是在执行机构反馈断线情况下保持执行机构保位。

（4）、提供了虚拟DCS仿真技术，DCS系统在出厂前可经过严格的仿真机调试，即向用户提供的DCS就如经过了实际运行，极大地提高了出厂质量。

（5）、根据科远公司从电厂控制的要求，定向开发了部分专用模块，用于磨煤机顺序启停和负荷自动控制、高压加热器优化控制、二次风门自动调节和均衡燃烧控制。

（6）、新版分散处理单元（DPU）T940X的处理能力提高了五倍，控制网络采用工业Ethernet，速率提高到100Mbps，满足了15000点的能力。

NETWORK-6000+除了可以实现火电机组的数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）、锅炉炉膛安全保护（FSSS）四大基本功能外，还将原先独立于DCS之外的电气控制系统（ECS）、汽机跳闸保护系统（ETS）和汽机数字式电液调节系统（DEH）的功能纳入DCS的控制范围，实现了火电厂机、电、炉的DCS一体化控制方案。

科远公司可以根据用户的需求，完成热工自动化工程的系统设计、软件组态、设备成套、现场调试、技术培训及备品备件的供应等工作。

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