在工業(yè)環(huán)境中從事的工程師就會(huì)發(fā)現(xiàn),很多控制邏輯用MCU都可以輕松實(shí)現(xiàn)的功能,卻很少使用MCU,反而大多都是使用的plc,那么其中的原因是什么呢?plc與mcu的區(qū)別是什么?
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),mcu就是單片機(jī)的意思,而plc是可編程邏輯控制器,兩者都是可編程的控制器件。兩者都能夠?qū)崿F(xiàn)某些相同的功能,但是在特定的情況下需要使用不同的器件。單片機(jī)(MCU)和可編程邏輯控制器(PLC)主要有以下區(qū)別:
1、可靠性方面
在工業(yè)方面的設(shè)備,平時(shí)購(gòu)買(mǎi)的單片機(jī)和一些元器件僅僅能達(dá)到商業(yè)級(jí),再加上開(kāi)發(fā)后測(cè)試水平達(dá)不到,在可靠性方面很難保證,而工業(yè)環(huán)境中電磁干擾是非常多的,如繼電器的通斷、電機(jī)的起停都能夠?qū)е聠纹瑱C(jī)的重啟或者是通訊的失誤。相對(duì)而言,plc就能夠滿足設(shè)備工業(yè)級(jí)要求,在抗干擾方面、輸入和輸出點(diǎn)可靠性方面更為優(yōu)越,并采用可靠的組態(tài)方式,因此可靠性更高,而且通信方面有很多工業(yè)控制設(shè)備采用光纖以抗干擾。
2、易用性方面
采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn),通信等系統(tǒng)架構(gòu)太過(guò)麻煩,在簡(jiǎn)單并且不關(guān)鍵的部位可采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)部分功能。而PLC等設(shè)備可采用整體式或者積木式,各個(gè)組件可以按需選用,并便于組態(tài)實(shí)現(xiàn)。各個(gè)工作站之間采用規(guī)范的總線通訊,這都是模塊內(nèi)置的,只需配置無(wú)須編寫(xiě)代碼,簡(jiǎn)單可靠。
工業(yè)設(shè)備的可靠性是極為關(guān)鍵的,關(guān)系到人身安全、連續(xù)工作的時(shí)間、生產(chǎn)的質(zhì)量等,這時(shí)候生產(chǎn)設(shè)備的成本是相對(duì)次要的,可靠性才是首要的。因此單片機(jī)雖然便宜,但用單片機(jī)作為工業(yè)設(shè)備控制器是得不償失的。
3、plc與mcu的區(qū)別
首先,工業(yè)環(huán)境下,受周?chē)涣麟姍C(jī)啟停等的影響,電壓可能會(huì)有較大的波動(dòng)。為了應(yīng)對(duì)這種惡劣的環(huán)境,必須為MCU設(shè)計(jì)相應(yīng)的電源模塊,是的電壓劇烈變動(dòng)時(shí)不會(huì)引發(fā)MCU的工作異常。
其次,在工業(yè)環(huán)境下,傳感器的輸出多采用4~20mA、0~10V的形式,這與MCU常用的0~3.3V或者0~5V的AD模塊不相符合,因此需要針對(duì)工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)傳感信號(hào)接收模塊。
并且,工業(yè)環(huán)境的輸出很多是用來(lái)控制繼電器(經(jīng)過(guò)繼電器隔離后,再去控制電機(jī)等的啟停),而MCU的輸出只能控制微型繼電器,無(wú)法驅(qū)動(dòng)常用的工業(yè)繼電器,因此,要在MCU外圍設(shè)計(jì)具有大驅(qū)動(dòng)能力的IO接口。有很多工業(yè)數(shù)據(jù)總線協(xié)議,為了能保證MCU與外界正常通訊,需要封裝模塊來(lái)支持這些協(xié)議;
為了能夠控制變頻器,需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的變頻器控制模塊;為了能保證一定的防塵、防水級(jí)別,需要設(shè)計(jì)外殼滿足相應(yīng)的防護(hù)等級(jí);為了保證編程的簡(jiǎn)單性,可能需要設(shè)計(jì)一套便于工業(yè)使用的控制語(yǔ)言……當(dāng)以上這些工作都完成的時(shí)候,一個(gè)PLC就誕生了!
所以,PLC是基于mcu的產(chǎn)品,在mcu的基礎(chǔ)上增加了模塊化的開(kāi)發(fā)。不用編寫(xiě)底層的代碼,無(wú)須了解單片機(jī)的底層資源??梢允褂脧S家提供的一個(gè)二次開(kāi)發(fā)的、界面友好的編寫(xiě)軟件來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)應(yīng)用。plc是cpu的特例,是針對(duì)某個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用,開(kāi)發(fā)使用起來(lái)比較方便快捷。
單片機(jī)開(kāi)發(fā)需要從底層代碼開(kāi)始,需要用匯編或者C語(yǔ)言編寫(xiě),其I/O接口、協(xié)議、讀寫(xiě)時(shí)序、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都必須自己編寫(xiě)開(kāi)發(fā)。這需要對(duì)單片機(jī)底層硬件資源要有全面深入地了解才行。單片機(jī)可以構(gòu)成各種應(yīng)用,通用于各種行業(yè)。
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