Mikrokontroler vs plc: perbandingan terperinci

Kemunculan Arduino dan sejumlah papan berdasarkan mikrokontroler lain sejak kebelakangan ini telah meningkatkan minat dalam sistem tertanam, membuka dunia pengawal mikro kepada sejumlah besar. Ini tidak hanya meningkatkan jumlah pengguna mikrokontroler, tetapi juga meningkatkan ruang lingkup dan aplikasi di mana mereka digunakan. Itulah sebabnya sejak beberapa artikel yang lalu, kami telah merangkumi beberapa topik penting yang penting untuk membina peranti sistem terbenam yang hebat seperti; memilih mikrokontroler yang tepat untuk projek anda, Memilih antara Mikrokontroler dan Mikropemproses. Untuk tujuan yang sama, untuk artikel hari ini, saya akan membandingkan pengawal mikro dengan pengawal logik yang boleh diprogramkan (PLC).

Pengawal Logik yang Boleh Diprogramkan

A pengawal logik boleh atur cara (PLC) hanya satu tujuan khas peranti direka untuk digunakan dalam sistem kawalan industri dan sistem lain pengkomputeran di mana kebolehpercayaan sistem adalah tinggi.

Mereka pada mulanya dikembangkan untuk mengganti relay, urutan dan pemasa kabel yang digunakan dalam proses pembuatan oleh industri automasi, tetapi hari ini mereka skala dan digunakan oleh semua jenis proses pembuatan termasuk garis berdasarkan robot. Pada masa ini, mungkin tidak ada kilang tunggal yang tidak mempunyai mesin atau peralatan yang berjalan di PLC. Sebab utama penggunaan dan penggunaannya secara meluas dapat ditemukan dalam kekokohan dan kemampuan mereka untuk menahan pengendalian kasar / persekitaran yang berkaitan dengan lantai pembuatan. Mereka juga merupakan contoh sistem operasi masa nyata yang baik kerana mereka mempunyai kemampuan tinggi untuk menghasilkan output ke input tertentu dalam jangka waktu yang sangat singkat yang merupakan syarat utama untuk pengaturan industri kerana penundaan kedua dapat mengganggu keseluruhan operasi.

Pengawal mikro

Pengawal mikro di sisi lain adalah peranti pengkomputeran kecil pada satu cip yang mengandungi satu atau lebih teras pemprosesan, dengan peranti memori yang disertakan bersama port input dan output khas (I / O) yang dapat diprogramkan khas dan umum. Mereka digunakan dalam semua jenis alat dari hari ke hari terutama dalam aplikasi di mana hanya tugas berulang yang perlu dilakukan. Mereka biasanya telanjang dan tidak dapat digunakan sebagai peranti mandiri tanpa sambungan yang diperlukan. Tidak seperti PLC, mereka tidak mempunyai antara muka seperti paparan, dan suis terpasang kerana biasanya mereka hanya mempunyai GPIO yang boleh disambungkan oleh komponen ini.

Tutorial hari ini akan difokuskan untuk membandingkan PLC dan sistem Mikrokontroler di bawah tajuk yang berbeza yang merangkumi;

Senibina
Antara muka
Prestasi dan Kebolehpercayaan
Tahap Kemahiran yang diperlukan
Pengaturcaraan
Permohonan

1. Senibina

Senibina PLC:

PLC umumnya boleh disebut sebagai mikrokontroler tahap tinggi. Mereka pada dasarnya terdiri daripada modul pemproses, bekalan kuasa, dan modul I / O. Modul pemproses terdiri daripada unit pemprosesan pusat (CPU) dan memori. Selain mikroprosesor, CPU juga berisi setidaknya antarmuka yang dapat diprogramnya (USB, Ethernet atau RS232) bersama dengan jaringan komunikasi. Bekalan kuasa biasanya merupakan modul yang berasingan, dan modul I / O terpisah dari pemproses. Jenis modul I / O merangkumi diskrit (on / off), Analog (pemboleh ubah berterusan), dan modul khas seperti kawalan gerakan atau pembilang berkelajuan tinggi. Peranti medan disambungkan ke modul I / O.

Bergantung pada jumlah modul I / Os yang dimiliki oleh PLC, modul tersebut mungkin berada dalam kandang yang sama dengan PLC atau dalam kandang yang berasingan. PLC kecil tertentu yang dipanggil nano / micro PLC biasanya mempunyai semua bahagiannya termasuk kuasa, pemproses dan lain-lain dalam kandang yang sama.

Senibina Mikrokontroler

Senibina PLC yang dijelaskan di atas agak serupa dengan mikrokontroler dari segi konstituen, tetapi mikrokontroler menerapkan segala-galanya pada satu cip, dari CPU ke port I / O dan antara muka yang diperlukan untuk komunikasi dengan dunia luar. Senibina mikrokontroler ditunjukkan di bawah.

Satu contoh yang logik tangga / gambarajah kod berasaskan ditunjukkan di atas. Biasanya kelihatan seperti tangga yang menjadi alasan di sebalik namanya. Tampilan ringkas ini menjadikan PLC sangat mudah diprogramkan sehingga jika anda dapat menganalisis skema, anda dapat memprogram PLC.

Oleh kerana populariti baru bahasa pengaturcaraan tahap tinggi moden, PLC kini diprogramkan menggunakan bahasa seperti C, C ++ dan asas tetapi semua PLC umumnya masih mematuhi standard sistem kawalan IEC 61131/3 industri dan menyokong bahasa pengaturcaraan yang ditetapkan oleh standard yang merangkumi; Diagram Tangga, Teks Berstruktur, Diagram Blok Fungsi, Senarai Arahan dan Carta Aliran Berurutan.

PLC zaman moden biasanya diprogramkan melalui perisian aplikasi berdasarkan bahasa yang disebutkan di atas, berjalan pada PC yang disambungkan ke PLC menggunakan antara muka, USB, Ethernet, RS232, RS-485, RS-422.

Pengawal mikro diprogramkan menggunakan bahasa tahap rendah seperti bahasa pemasangan atau bahasa aras tinggi seperti C dan C ++ antara lain. Biasanya memerlukan pengalaman yang tinggi dengan bahasa pengaturcaraan yang digunakan dan pemahaman umum mengenai prinsip-prinsip pengembangan firmware. Pengaturcara biasanya perlu memahami konsep seperti struktur data dan pemahaman mendalam mengenai seni bina mikrokontroler diperlukan untuk mengembangkan firmware yang sangat baik untuk projek ini.

Mikrokontroler biasanya juga diprogramkan melalui perisian aplikasi yang berjalan di PC dan mereka biasanya disambungkan ke PC itu melalui sekeping perkakasan tambahan yang biasanya disebut pengaturcara.

Pengendalian program pada PLC bagaimanapun sangat serupa dengan pengawal mikro. PLC menggunakan pengawal khusus kerana mereka hanya memproses satu program berulang kali. Satu kitaran melalui program ini disebut imbasan dan ia serupa dengan mikrokontroler yang melalui satu gelung.

Satu kitaran yang beroperasi melalui program yang dijalankan pada PLC ditunjukkan di bawah.

6. Aplikasi

PLC adalah elemen kawalan utama yang digunakan dalam sistem kawalan industri. Mereka mendapat aplikasi dalam kawalan mesin industri, penghantar, robot dan mesin lini pengeluaran lain. Mereka juga digunakan dalam sistem berasaskan SCADA dan dalam sistem yang memerlukan tahap kebolehpercayaan dan kemampuan yang tinggi untuk menahan keadaan yang melampau. Mereka digunakan dalam industri termasuk;

1. Sistem pengisian botol berterusan 2. Sistem

pencampuran

kumpulan 3. sistem penyaman udara tahap

4. Kawalan lalu lintas

Pengawal mikro sebaliknya mencari aplikasi dalam alat elektronik setiap hari. Mereka adalah blok bangunan utama beberapa elektronik pengguna dan peranti pintar.

Menggantikan PLC dalam Aplikasi Industri dengan Pengawal Mikro

Munculnya papan mikrokontroler yang mudah digunakan telah meningkatkan ruang lingkup di mana mikrokontroler digunakan, mereka sekarang disesuaikan untuk aplikasi tertentu yang mana mikrokontroler dianggap tidak sesuai dari komputer mini DIY ke beberapa sistem kontrol yang kompleks. Ini menimbulkan persoalan mengapa mikrokontroler tidak digunakan sebagai ganti PLC, argumen utamanya ialah kos PLC berbanding dengan mikrokontroler. Penting bahawa banyak yang perlu dilakukan kepada pengawal mikro biasa sebelum dapat digunakan dalam aplikasi industri.

Walaupun jawapannya dapat dijumpai dari poin-poin yang telah disebutkan dalam artikel ini, memadai untuk menyoroti dua perkara utama.

1. Pengawal mikro tidak dirancang dengan kekasaran dan kemampuan untuk menahan keadaan yang melampau seperti PLC. Ini menjadikan mereka tidak bersedia untuk aplikasi industri.

2. Sensor dan penggerak industri biasanya dirancang mengikut piawaian IEC yang biasanya berada pada jarak arus / voltan dan antara muka yang mungkin tidak serasi secara langsung dengan mikrokontroler dan memerlukan beberapa jenis perkakasan sokongan yang meningkatkan kos.

Perkara lain ada tetapi untuk tetap berada dalam ruang lingkup artikel ini, kita harus berhenti di sini.

Secara bulat, setiap alat kawalan ini dirancang untuk digunakan dalam sistem tertentu dan harus dipertimbangkan dengan baik sebelum keputusan dibuat yang terbaik untuk aplikasi tertentu. Penting untuk diperhatikan bahawa pengeluar tertentu membina PLC berasaskan Mikrokontroler, seperti perisai industri sekarang menjadikan PLC berasaskan Arduino seperti yang ditunjukkan di bawah.