PLC與單片機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)缺點(diǎn)
在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域,PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)和單片機(jī)是兩種常用的控制設(shè)備。它們?cè)诠δ芎蛻?yīng)用上各有特點(diǎn),
PLC和單片機(jī)的定義和特點(diǎn)
PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng),它采用可編程的存儲(chǔ)器,在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有可靠性高、穩(wěn)定性好、易于編程和維護(hù)等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
單片機(jī)則是一種集成電路芯片,是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用極廣。單片機(jī)具有體積小、功耗低、價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn),但也存在編程復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy等不足。
PLC和單片機(jī)的區(qū)別
數(shù)據(jù)的傳輸和接收能力
- 單片微控制器:一般而言,單片微控制器的輸入輸出功能較為受限,其中包括通訊接口和少量通用IO端口,常用于執(zhí)行簡(jiǎn)單的控制任務(wù)。若要擴(kuò)展單片微控制器的IO端口資源,則對(duì)開(kāi)發(fā)人員提出了較高的要求。
- 通常情況下,可編程邏輯控制器(PLC)都具備多種輸入輸出功能,包括數(shù)字和模擬信號(hào)輸入輸出以及專用通信接口。借助PLC,可連接多種傳感器和執(zhí)行器,以滿足復(fù)雜的控制要求。
功能和使用范圍
單片機(jī)是指包含微處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口和其他外設(shè)的綜合計(jì)算機(jī)系統(tǒng),用于執(zhí)行特定的控制任務(wù)。通常被廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng),比如家用電器、自動(dòng)化設(shè)備和汽車電子等領(lǐng)域。
- PLC是為工業(yè)控制與自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的裝置,具有多樣的輸入輸出(I/O)功能,能夠與各類傳感器、執(zhí)行器以及外部設(shè)備連接,以監(jiān)測(cè)和控制工業(yè)過(guò)程、機(jī)械和設(shè)備。
軟件開(kāi)發(fā)和編碼環(huán)境
- 單片機(jī):編寫(xiě)單片機(jī)程序可以選擇使用底層的匯編語(yǔ)言,也可以使用高級(jí)編程語(yǔ)言(比如C語(yǔ)言)進(jìn)行裸機(jī)編程。要進(jìn)行編寫(xiě)和調(diào)試工作,通常需要對(duì)硬件有深入的理解。
- PLC通常采用專門(mén)的編程語(yǔ)言(如LD、ST、FBD等)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。PLC編程軟件提供了圖形化的編程界面,便于編寫(xiě)和調(diào)試控制邏輯。
信賴度和在工業(yè)環(huán)境中的適用程度
- 單片機(jī):一般情況下單片機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性很高,但有時(shí)候可能缺少硬件和軟件冗余功能。在某些特殊的工業(yè)環(huán)境下,可能需要額外的設(shè)計(jì)和防護(hù)來(lái)提升其可靠性。
- PLC是廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備,通常具有高度的可靠性和穩(wěn)定性。它們通常具備硬件冗余、故障檢測(cè)和恢復(fù)功能,以增強(qiáng)系統(tǒng)的可用性和容錯(cuò)能力。
可維護(hù)性。
單片機(jī)擁有高度靈活性,不同的開(kāi)發(fā)者有可能因?yàn)橄嗤δ艿脑O(shè)計(jì)而有不同的想法,這種靈活性和多樣性可能會(huì)給系統(tǒng)的維護(hù)帶來(lái)一些挑戰(zhàn)。
- 可編程邏輯控制器(PLC)采用模塊化設(shè)計(jì)理念,各模塊的硬件功能固定不變。這樣不僅給開(kāi)發(fā)者的設(shè)計(jì)帶來(lái)限制,也方便了系統(tǒng)的維護(hù)工作。
PLC和單片機(jī)的選擇
在選擇PLC和單片機(jī)時(shí),需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的大型設(shè)備和生產(chǎn)線控制,PLC憑借其高可靠性和易于編程的特點(diǎn)成為首選。而對(duì)于一些成本敏感、對(duì)空間和能耗要求較高的嵌入式系統(tǒng),單片機(jī)則更具優(yōu)勢(shì)。
針對(duì)不同行業(yè),建議如下:
制造業(yè):在制造業(yè)中,生產(chǎn)線自動(dòng)化和機(jī)械設(shè)備控制是常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于這些需求,PLC因其高可靠性和穩(wěn)定性成為理想的選擇。
智能家居:在智能家居領(lǐng)域,單片機(jī)因其小巧的體積和低功耗特點(diǎn),非常適合用于各種智能設(shè)備的控制和通信。
醫(yī)療設(shè)備:在醫(yī)療設(shè)備中,對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性要求較高,因此PLC是更合適的選擇。