PLC中的硬件模块的趋势是什么？

在以前的PLC系统中，I/O模块通常被设计成CPU模块下的子模块，但现在越来越多的PLC设备独立于I/O模块。在PLC硬件组成的核心中，CPU模块是PLC硬件组成的核心，其处理核心的选择对其性能影响很大。

PLC，可编程逻辑控制器是一种数字操作操作电子系统，专门用于工业环境中的应用。一般来说，PLC由三部分组成:AD652SQ硬件、软件和编译器。从细分来看，涉及的内容很多。硬件包括I/O模块、CPU模块、端子板、背板、通信模块、电源等。软件包括I/O软件、CPU软件、通信模块软件等。编译器包括用户编程界面、逻辑转换、交叉编译等。

当然，PLC并不局限于这些组成部分，产品的机械结构设计、散热处理等部分对PLC也有着至关重要的影响。PLC作为工业场景中的重要基础设备，通过数字或模拟输入输出来控制各种机械设备或生产过程。

硬件结构PLC——I/O模块

PLC通常通过背板通信从输入模块获得现场信号。用户程序计算后，需要输出的结果通过背板总线发送到输出模块，从而驱动执行机构做出相应的动作。如上所述，PLC硬件结构主要包括I/O模块、CPU模块、端子板、背板、通信模块和电源。24V电源用于供电系统，CPU模块用于计算用户程序。对于一些可靠性要求高的场景，PLC可能需要冗余的CPU和电源。

在以前的PLC系统中，I/O模块通常被设计成CPU模块下的子模块，但现在越来越多的PLC设备独立于I/O模块。I/O模块用于获取现场传感器信号和控制执行机构，通信模块适配器用于扩展本地或远程I/O。

I从最基本的基本诊断功能到模块诊断功能到通道诊断功能，需要考虑/O模块的诊断功能水平。基本诊断功能和模块诊断功能都是模块级诊断，用于诊断模块状态和通道状态，通道诊断水平最高，负责诊断通道状态和状态。对PLC性能要求较高的场景需要I/O模块对过采样，PWM、集成计数等功能提供支持，此时需要选择具有高级诊断功能的I/O模块，例如HF。、HS的I/O模块。

I/O模块不仅连接现场的各种传感器执行器，还连接PLC/适配器，通过一些常见的通信协议连接信息。目前PLC产品中的I/O模块已经定义了各种工业场景中可能出现的所有信号，包括各种数字输入输出、模拟输入输出和各种传感器信号。

PLC硬件结构-CPU模块

在PLC硬件组成的核心中，CPU模块是PLC硬件组成的核心，其处理核心的选择对其性能影响很大。由于成本和功能的考虑，小型PLC可以单独选择MCU作为处理核心，而中大型PLC往往会选择MPU或MCU加FPGA。

MCU/MPU负责用户程序的计算，而FPGA需要像EtherCAT一样翻译所有的外部总线设备。、通常使用并行总线接口的ProfiNet，MCUFPGA可能不会提供那么多片选信号，FPGA可以更灵活地提供更多的片选信号。

如果是冗余设计的CPU模块，驱动高速总线、数据交互、通信模块与CPU的交互也交给FPGA，还需要同步逻辑。FPGA还需要控制外部ADC进行同步采样，并简单地处理与运行控制算法相关的工作、高速UART的扩展和SPI的扩展。

小型PLC设备的处理器有多种选择。基本上做工业场景MCU的厂家都有相应的解决方案。中大型PLC对处理器的主频率、外设和控制能力有更高的要求，尤其是运行控制能力。脉冲输出和高速脉冲计数是两个非常重要的运行控制要求。目前，一些MCU产品可以很好地满足大型PLC所需的运行控制能力。但是，如果场景对精度要求非常严格，使用FPGA实现更常见的方法更安全。

PLC趋势

抛开FPGA不谈，MCU和MPU性能的提升是有目共睹的。PLC在成本和性能上并不占优势，但工业场景仍然信任PLC，或者使用PLC模式进行操作。用户更容易接受PLC在易用性和灵活性方面的工业自动化场景。

在工业4.0的浪潮下，PLC也在朝着网络化、智能化的方向发展，软硬件功能的综合性能变得更加全面，通信能力也在进一步提升。近年来，新型PLC在选型过程中非常重视通信安全和功能安全，对硬件加密单元的要求开始出现。随着技术的进一步发展，PLC硬件的功能安全和通信安全越来越重要。

趋势模块硬件信号用于诊断

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