单片机可以取代PLC吗?单片机和PLC有什么区别?
有人说这是个伪问题,单片机是元器件,PLC是由元器件以及庞大的软件构成的系统,两者在这一方面没有可比性 —— 大多PLC的控制芯片实际上就是单片机,也就是说可以将PLC看成是单片机的二次开发。单论工业防护等级,单片机的稳定性和可靠性能根本比不了PLC这种IP67类的产品( IP为标记字母,第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级,第二标记数字表示防水保护等级)。而且就PLC这种能应对工业恶劣环境的产品还开发出一套冗余系统。
I/O功能
单片机的I/O点实在有限,而反观PLC呢?针对不同的现场信号,均有相应的I/O点可与工业现场的器件(如按钮、开关、传感电流变送器、电机启动器或控制阀等)直接连接,并通过总线与CPU主板连接。工业里几乎任意一条生产线,都有上百甚至上千I/O点,就这点单片机完全无法比拟。
开发周期
PLC的品牌多达200多种,几乎每个品牌都有不同编程软件,而且都在不断完善自己的编程软件,使之能够越来越简单的服务于电气工程师,而各种程序块也是越来越方便人性化的任意去调用,比如PID模块、运动控制模块等,大大减轻了工程师的开发压力也缩短了开发周期。
那单片机要如何实现?没有现成的模块使用,那就只能开发,那么做过非标自动化设备的工程师都会遇到工期不足问题。PLC这种高度集成化模块化的产品在达到满足设备所需的开发周期,在工期面前也是抓襟见肘,更不用说如同白纸一张的单片机。
通信距离
现在大多数流水线是要跨区域整合与监视的,所用的通讯方式多为以太网加中继器,或者直接走民用宽带光纤,所用的东西到最后很可能是用的就是微软的IE浏览器,很明显PLC是有RJ-45接口,即使本体没有RJ-45也可以配备以太网模块,可单片机搭载的PCB板能加上这个接口然后开发出以太网通信吗?开发需要多久?
编程语言
这点对单片机来讲是一个优势,同时也是一个劣势。上面提到PLC的品牌有两百多种,编程软件更多,尽管大多数PLC的编程语言都大同小异,但是每接触一款不同品牌的PLC,电气工程师就要从PLC的硬件参数、软元件、编程软件等等各个方面从头了解一次才能使用的得心应手。而单片机的编程语言用的是C语言或者汇编语言,这对于任何单片机都是通用的。换句话说,学会C语言或者汇编语言,便可以应用任何单片机开发想要的功能(前提是要有相关的电工电子学基础)。
但话又说回来,电气工程师不是电子工程师,他们的工作不是单单考虑单片机如何驱动继电器来控制机床的,甚至有的电气工程师都不会C语言、汇编语言之类的MCU开发语言。近些年,IEC-61131-3标准的推广,越来越多的PLC支持多种编程语言,如类似C语言的ST语言,类似电路图的CFC语言。这种便利的功能是传统单片机开发环境真的无法实现。
在工业控制领域,PLC占据绝对优势,就目前形势(单片机的功能、稳定性、易用性、编程及维护等)来看,单片机取代PLC那将是一项不可能完成,或者说期限趋向于无穷的艰巨任务。
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单片机是什么?和PLC相比哪个更好?
很多人问,单片机和PLC哪个好学? 今天咱们就来说说这个问题。
单片机是微型计算机系统,属于微控制器的其中一种,PLC的全称是可编程逻辑控制器,从名字上来看这二者肯定有相通之处,但又互相区别。
对于单片机好学还是PLC好学的问题,总的来看,PLC因为入门简单,所以更适合新手,更容易上手和入门,口说无凭,一起来看看原因。
单片机的确功能比PLC强大,但功能越强越广,就意味着电路也会很复杂,,单片机的编程语言C语言或汇编语言相较于梯形图来说,没那么容易懂。总而言之,想学单片机,你不仅得有计算机硬件基础。还要会C语言编程,而且对电路这方面也要多多了解。
接下来具体分析在这几个方面的单片机和PLC的优劣势。
1、编程语言
PLC的编程语言有:梯形图语言(LD)、指令表语言(IL)、功能模块图语言(FBD)、顺序功能流程图语言(SFC)、结构化文本语言(ST)。
梯形图是应用较多的,因为它有点像电气控制中继电器线圈和触电动作之间的关系,如果学过继电器-接触器控制的话,入门就容易很多,所以很多电气控制人员选择它,新手用梯形图进行编程也会容易一些。
单片机的编程语言是C语言或汇编语言,也采用自带的编程语言(如51单片机的ASM语言)。
单片机指令代码多且复杂,所以编程要更难一些,尤其是涉及到更复杂项目程序会更难,因为不仅要懂英文,还要懂数制,如果有计算机基础的人可能会好一些。
2、硬件
单片机价格低,下面这张图就是他的开发板,中间的最大的STC就是单片机开发板的核心芯片,从图上可看出,它的外设输入、输出是比较多的。且单片机的控制电路需要用户自己设置。
PLC的外观看起来就很简洁,因为它的接口、电源、抗干扰电路都被设计在PLC内部,因此学习并操作时,在电路方面花费的时间和精力就比较少,主要的重点是学会用梯形图控制各个输出端口,梯形图对于新手来说,往往容易上手。并且添加扩展模块就可以实现其他功能,但PLC的价格比单片机贵。
3、应用领域
单片机的领域比PLC广,可以广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,技术含量高,使用灵活,但是工作量较大,抗干扰、模块化要求低。开发消费电子、商业应用的电子、玩具、家电等可以选择单片机。
但要知道单片机只是一个芯片,所以电路比较复杂,初学者经常会面临抗干扰能力不强,现信号失真,干扰过大的问题。但对于经验丰富者来说也不算事。
很多人说单片机在工业领域可以代替PLC,我只能说在工业领域,多数自动控制的大型设备还是要用PLC来完成。在设计之初,PLC就更注重于工业应用,对于防干扰、设备接口、联网、模块化都有完善的技术支撑,使用方便简单,开发设计周期短。例如,自动化生产线,就必须用PLC来做。单片机只能用来开发一些补充设备。
总的来说:如果你是新手或是电工,又或是准备在工业领域发展,建议你先学PLC,如果后续有需要可以再学单片机。每个人的情况不同,依据个人需求做选择才是最佳的。
还有,这年头一技在手,天下我有的情况太少,有的公司之前只有单片机,后来公司产品扩展转型,就对PLC也有需求,作为东家,肯定希望自己的员工也能会PLC。所以,在外工作,学习能力很重要。 很多东西只是开头难,学到后面就会融会贯通,一通百通。
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