PLC

可編程邏輯控制器(PLC) 是一種專用計(jì)算設(shè)備，在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

它們最初是為了取代自動(dòng)化行業(yè)工作過(guò)程中使用的硬接線繼電器和計(jì)時(shí)器而開(kāi)發(fā)的，但如今它們已經(jīng)擴(kuò)大規(guī)模，并在各行業(yè)的制造過(guò)程使用，包括基于機(jī)器人的生產(chǎn)線。如今，世界上大多數(shù)的工廠都有在使用PLC設(shè)備。主要是因?yàn)槠浞€(wěn)定耐用，能夠承受粗暴搬運(yùn)和高強(qiáng)度的震動(dòng)環(huán)境。

單片機(jī)微控制器

微控制器是單個(gè)芯片上的小型計(jì)算設(shè)備，包含一個(gè)或多個(gè)處理核心，內(nèi)存設(shè)備和通用輸入和輸出 (I/O) 端口。它們用于各種日常設(shè)備，特別是在只需要執(zhí)行特定重復(fù)任務(wù)的應(yīng)用中。與 PLC 不同的是，它們沒(méi)有像顯示這樣的接口，也沒(méi)有內(nèi)置的開(kāi)關(guān)，它們只能用 GPIO 等接口連接這些外置組件。

結(jié)構(gòu)組成

PLC架構(gòu)

PLC 通常可以稱為高級(jí)微控制器。它是由電源組件、微處理器CPU及存儲(chǔ)器組件以及輸入輸出組件所構(gòu)成。處理器模塊由中央處理單元（CPU）和內(nèi)存組成。除了微處理器之外，CPU 還包含至少一個(gè)以上的接口，通過(guò)該接口可以對(duì)其進(jìn)行編程以及通信網(wǎng)絡(luò)。電源通常是一個(gè)單獨(dú)的模塊，輸入輸出模塊與處理器是分開(kāi)的。輸入輸出模塊可能還包含外部連接設(shè)備模塊。

1.單片機(jī)架構(gòu)

單片機(jī)的構(gòu)成與上述 的PLC有些相似，但微控制器把 CPU，內(nèi)存，存儲(chǔ)單元以及與外界通信所需的輸入輸出端口和接口都集成到一個(gè)芯片上。

2.接口

PLC 是為工業(yè)設(shè)計(jì)使用的，它的工作環(huán)境通常與沒(méi)有外設(shè)的單片機(jī)不兼容。單片機(jī)在功能上基本可以做到PLC能做的事情，工業(yè)設(shè)計(jì)通常要處理幾百個(gè)輸入輸出。單片機(jī)雖然可以通過(guò)增加外設(shè)來(lái)解決，但是相對(duì)的要增加成本，并且不穩(wěn)定。

3.性能、穩(wěn)定性、可靠性

這三點(diǎn)是 PLC 最與眾不同的地方。PLC 設(shè)計(jì)用于工業(yè)需求，因此能夠承受工業(yè)生產(chǎn)條件，例如溫度變化、噪聲、搬運(yùn)和振動(dòng)。

單片機(jī)卻不同。根據(jù)設(shè)計(jì)，它們最初設(shè)計(jì)并非用作PLC等獨(dú)立設(shè)備。單片機(jī)設(shè)計(jì)為的是嵌入到系統(tǒng)中，所以微控制器的外觀講究簡(jiǎn)易。微控制器在我們使用過(guò)程中不小心時(shí)就可能導(dǎo)致出現(xiàn)故障，芯片本身很脆弱并且很容易損壞。

4.使用要求（簡(jiǎn)易性）

PLC的編程所需的技術(shù)知識(shí)低、以及采用積木式結(jié)構(gòu)，組態(tài)靈活安裝方便。PLC使用并不復(fù)雜，只需要接受過(guò)正規(guī)培訓(xùn)的工廠技術(shù)人員就能操作使用，故障排除和診斷相對(duì)容易?，F(xiàn)在的PLC基本都帶液晶顯示，操作人員通過(guò)液晶就可以進(jìn)行監(jiān)控。

單片機(jī)需要熟練的掌握芯片知識(shí)。開(kāi)發(fā)人員需要精通硬件部分和編程知識(shí)，才能設(shè)計(jì)電路。單片機(jī)還需要特殊工具（例如示波器）來(lái)進(jìn)行故障診斷和故障排查。雖然目前有幾個(gè)像Arduino這樣的集成簡(jiǎn)化平臺(tái)，但綜合從簡(jiǎn)易性來(lái)看，單片機(jī)比PLC對(duì)人員的要求要高出許多。

5.應(yīng)用

PLC是工業(yè)中非常常用的，它用于控制生產(chǎn)、生產(chǎn)管理等。單片機(jī)在日常電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。它們是智能設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)品的主要組成部分。

總結(jié)

微控制器的設(shè)計(jì)不具備像PLC一樣，能在極端條件下穩(wěn)定工作的能力，這使得單片機(jī)不適合工業(yè)應(yīng)用。工業(yè)用的器件都是按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，單片機(jī)不一定能支持，如果硬要使用需要加外設(shè)，就會(huì)增加成本，增加損壞的風(fēng)險(xiǎn)，這與工業(yè)產(chǎn)品的本質(zhì)不符合。

綜上所述，工業(yè)控制設(shè)備中的每一個(gè)都是為特定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，在決定選擇特定應(yīng)用作為最佳設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分考慮它們的各項(xiàng)因素。值得注意的是，一些制造商正在構(gòu)建基于微控制器的 PLC，現(xiàn)在已經(jīng)有了基于Arduino構(gòu)建的PLC，在未來(lái)或許微控制器能大范圍的應(yīng)用于工業(yè)中，現(xiàn)在還不能達(dá)到替代的時(shí)候。