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单片机与PLC:详细比较

   日期:2019-12-02     浏览:3    
核心提示:单片机与PLC:详细比较
 

单片机与PLC:详细比较

Arduino的问世以及比来其他许多基于微管教器的板的呈现增长了人们对嵌入式琐细的乐趣,从而为微控制器领域掀开了泛博的大门。这不单增加了微管束器用户的数量,而且精简了使用它们的领域与使用。是以,在过去的几篇文章中,我们简介了一些环节主题,这些主题对于树立杰出的嵌入式零碎设施(好比:为您的项目选择相符的微管制器在微措置器和微处理器之间发展选择同样,在今日的文章中,我将对照微管教器与可编程逻辑管教器(PLC)

可编程逻辑管教器

可编程逻辑管制器(PLC)是一个容易的专一使用算计装备,用于在产业管教琐屑与其他细碎中使用,此中该琐屑的靠得住性是高的。

它们一开始是为取代被动化行业在出产过程当中使用的硬接线继电器,序列和计时器而垦荒的,但如今它们已进行了缩放,并已用于包括机器人生产线在内的各类制造历程中。这些天来,概略没有哪个工厂没有在PLC上运行机器或配备。宽泛采用和使用它们的首要启事可以缔造其牢固性与接受与制作地板相关的上游搬运/状况的能力它们也是实时行使琐屑的一个很好的例子 由于它们具有在十分短的光阴内将输出世成为特定输入的能力,这是工业设置的症结申请,由于第二次迁延可以会破欠安整个利用。

 

微控制器

另一方面,微管束器是单个芯片上的小型总计装备,包孕一个或多个处理内核,而存储设施则与可编程的不凡和普片输入和输出(I / O)端口一路嵌入。它们被用于各种日暂时备中,尤其是在仅需要实行特定几回再三性任务的运用中。它们通常是暴露的,不有必要的毗邻就不克不及用作独立装备。与PLC差异,它们不有诸如展现器之类的接口也不有内置开关,因为它们通常仅具有可将这些组件连贯到的GPIO。

 

今日的教程将鸠合于在一致标题下比拟PLC和微管教器琐细,此中包括:

  1. 建造
  2. 介面
  3. 性能与靠得住性
  4. 要求的技艺程度
  5. 程式规划
  6. 应用领域

 

1.修筑

PLC架构:

PLC通常可以称为高级微控制器。它们实质上由处置惩罚器模块,电源与I / O模块造成处理器模块由地方处置器(CPU)与内存构成。除了微措置器之外,CPU还至少包孕一个接口,通过该接口可以将其与通信Internet一块儿编程(USB,以太网或RS232)。电源通常为一个独自的模块,而I / O模块与处理器是合并的。I / O模块的类型包括松散量(开/关),模拟量(连气儿变量)和不凡模块,如流动管束或高速计数器。现场设备已邻接到I / O模块。

遵照PLC领有的I / O模块的数量,它们大概与PLC位于对抗机柜中,也或者位于单独的机柜中。某些称为Nano / micro PLC的小型PLC通常将全体部件(包括电源,措置器等)都放在同一外壳中。

微管束器的架构

在构成方面,上述PLC的体系结构与微管教器有些相似,可是微管束器在单个芯片上实现了悉数功能,从CPU到与外界通信所需的I / O端口与接口。微管束器的架构如下所示。

就像微管教用具有从AVR架构到8051架构的多种架构一样,PLC的经管有了转变,可以支持特定制作商的设置装备摆设和申请,但它们通常都遵循PLC的行业标准(IEC 61131-3) 。该尺度推进了模块和部件之间的互操作性。

 

2.接口

PLC的标准筹画可与工业级传感器,实行器和通信模块联接,因此具有格外电流和额外电压,这些额定电流与电压通常与不有额外硬件的微管制器不兼容。

 

PLC通常使用以太网,以及RS-232,RS-485等RS系列系列的几种通讯门径。斯时,家当物联网的到来使得能够通过无线通信接口授输数据的已邻接PLC配备数目激增。

 

如前所述,它们的大小有所不同,从被称为成立块的小型装备(具有很少的IO引脚/模块)到具无数百个IO的大型,大型机架势PLC。

 

微牵制器另有传感器,试验器与模块,这些传感器,试验器与模块旨在满足其特定需求,而这些需求兴许很难与PLC进行接口。然而,它们通常例画为仅处置惩罚几百个IO。尽管可以索求多种技术来增加微管制器的IO,但对于PLC来说,这仿照照旧是可行的,是以其实不是微管教器独有的,这是因为它增进了整个项目标估算。

 

3.性能,坚挺性与靠得住性

到当前为止,这是PLC最突出的特性如开头提到的那样,PLC是为在工业设备中使用而筹画的,因此其强固性使其能够接受与该情况相关的多种有利条件,例如极其温度规模,电噪声,卤莽操纵与大批振动。由于PLC具有在评估输入后尽或者短的时间内发生发火输出的能力,于是它也是及时行使琐细的一个很好的例子。这在财产零碎中尤为重要,由于时日是制造工厂/历程的需求构成部门。

 

然而,微控制器不那末颠簸。根据整治,它们并非图谋为像PLC如许的自力配备。它们被希图为嵌入体系中。这为它们与PLC相比不那末平稳的轮廓供给了一个批注。由于这些起因,在某些情况下安排微牵制器时或许会发生劝止,由于芯片易碎且容易损欠好。

 

4.使用身手要求

PLC的环节属性之一是编程和通常操纵所需的较低技术知识PLC的打算指数是供未经培训或几近没有通过培训的高武艺踊跃化专家和工场技术职员使用。翦灭故障和诊断劝阻绝对容易。今世的PLC设施通常带有显现屏,无需复杂的器材即可使事件更易监控。

 

但是另外一方面,微管制器需要熟练的哄骗用意人员需要具有良好的电气工程道理与编程知识,才能为微管制器筹算互补电路。微控制器还需要专一使用工具(比喻示波器)发展阻碍诊断与固件阴碍扫除。尽管当前具备几种简化的平台(如Arduino),但从毗邻角度,编程角度和易用性方面来看,它仍比即插即用PLC芜杂得多。

 

5.程式设计

为了简化和方便全体知识类其余使用,PLC开首意图为使用仿照继电器逻辑图的联接/暗示图的可视化顺叙发展编程这减少了对现有技术职员的培训要求。用于PLC的主要,最盛行的编程言语是梯形逻辑和指令列表编程言语。梯形逻辑使用符号而不是文字来模拟理论天下中的继电器逻辑控制,这是PLC历史的异景。这些标记通过线互连,以指挥电流流经继电器(如触点与线圈)。多年来,标志的数目已大大增进,使工程师能够轻松实现高水准的功能。

一个的梯形逻辑/图示例基于代码如上所示。它通常看起来像梯子,这即是其名称暗地里的起因。这类简化的表面使PLC尤为易于编程,因此,假如您可以赏析道理图,则可以对PLC发展编程。

 

由于现代高级编程语言的近期风行,目下当今正在使用这些言语(比如C,C ++和根基言语)对PLC进行编程,可是一切PLC通常仍功能行业IEC 61131/3管束琐屑标准,并支持标准的编程言语。尺度包括 梯形图,布局化文本,功能块图,指令列表温馨序流程图。

 

现代PLC通常通过基于上述任何一种言语的运用软件进行编程,并在通过USB,以太网,RS232,RS-485,RS-422接口中的任何一个与PLC连接的PC上运转。

 

另一方面,使用低级言语(譬喻汇编言语)或高级措辞(比方C与C ++)对微措置器发展编程通常需要对所使用的编程言语有丰盛的教导,并对固件启迪的情理有一般的意识。步调员通常需要明确诸如数据机关之类的概念,而且需要对微控制器架构有深入的认识,才能为项目拓荒出尤其好的固件。

 

通常还通过运转在PC上的运用软件对微管制器进行编程,并且通常通过通常称为编程器的附加硬件将微管束器毗邻到该PC 

 

然而,PLC上按次的独霸与微管制器十分相似。PLC使用专一使用管束器,是以它们只能一遍又一随处措置一个步伐。通过该轨范的一个周期称为扫描,它类似于微管束器经由进程一个轮回。

 

一个通过在PLC运行的步骤垄断的循环如下所示。

6.应用

PLC是财产管制系统中使用的主要管教元素。它们可使用于财富机器,运送机,机器人与其他生产线机器的控制中。它们还用于基于SCADA的琐细以及要求高度牢靠性与接受极度前提的能力的琐细中。它们用于以下行业:

1.延续瓶灌装体系
2.批料混合体系
3.舞台空调细碎
4.交通管束

 

另一方面,微控制器在平常电子装备中获取运用。它们是几种消费电子产品和智能设施的主要创建基块。

 

用微牵制器庖代财富运用中的PLC

易于使用的微牵制器板的出现扩张了微管教器的使用范围,其时它们已被适配为某些应用,从微型DIY算计机到一些繁杂的管制琐细,这些运用被认为是不符合的。这引起了对付为甚么不使用微管教器承办PLC的疑难,主要论点是与微管教器相比,PLC的成本。在将老例微牵制器用于产业使用曩昔,需要做很多任务,这一点很紧要。

 

只管可以从本文中已经提到的要点找到谜底,然而突出两个关头点就充盈了。
1.微管教器的操持不具备遭受PLC等极度条件的坚挺性与能力。这使得它们尚未为家当运用做好操办。

2.财富传感器与试验器通常为遵循IEC尺度治理的,该尺度通常在不一定的电流/电压和接口领域内,或许与微管束器不直接兼容,而且需要某种支持硬件,这会增多本钱。

还具有其他要点,然而要落入本文的规模之内,我们应该在这里休止。

 

综上所述,这些管制配备中的每一个都筹画用于某些琐细,在抉择针对特定应用的最佳管教装备从前,应子细思考它们。紧要的是要留意,某些打造商正在树立基于微管教器的PLC,比喻家当防护罩当初制造以下所示的基于Arduino的PLC

 
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