I. Úvod
V oblasti průmyslového ovládání jsou mikropočítač s jedním čipem (jedno čipový mikropočítač) a programovatelný logický řadič (programovatelný logický řadič, PLC) dvě běžně používaná ovládací zařízení. Mikropočítač s jedním čipem zaujímá místo v průmyslové kontrole s vysokou integrací, malou velikostí a nízkými náklady, zatímco PLC se široce používá v průmyslové automatizaci s vysokou spolehlivostí, stabilitou a flexibilitou. Vyvstává tedy otázka: Může mikrokontrolér nahradit PLC? Tento dokument prozkoumá tento problém do hloubky z různých perspektiv.
Ii. Přehled mikrokontroléru a PLC
Mikrokontrolér
MicroController je počítač, který bude hlavními částmi mikropočítače integrovaného na čipu. Obsahuje centrální zpracovatelskou jednotku (CPU), náhodnou paměť (RAM), paměť pouze pro čtení (ROM), rozhraní vstupu/výstupu (I/O) a časovač/čítač a další základní funkční komponenty. Díky vysokému stupni integrace a nízkých nákladů se mikrokontrolér široce používá v inteligentních měřicích, průmyslové kontrole v reálném čase, komunikačním zařízením, navigačním systémech, domácích spotřebičkách a dalších oborech.
Plc
PLC je elektronický systém určený pro digitální výpočetní operace v průmyslovém prostředí. Používá programovatelnou paměť ve svém interním úložišti k provádění logických operací, řízení sekvencí, načasování, počítání a aritmetických operací, jako jsou pokyny, prostřednictvím digitálních nebo analogových vstupů a výstupů pro ovládání různých typů strojů a zařízení nebo výrobních procesů. Plc má a V oblasti průmyslové automatizace je široce používán vysoký stupeň spolehlivosti, schopnosti proti zásahu, snadné programování a škálovatelnost je dobrá.
Iii. Srovnávací analýza mikrokontroléru a PLC
Funkce a výkon
Mikrokontrolér a PLC ve funkci a výkonu existují určité rozdíly. Jako kompletní systém mikropočítače může mikrokontrolér dokončit řadu komplexních výpočetních a kontrolních úkolů. Vzhledem k omezením jejích zdrojů a výkonu zpracování se však může mikrokontrolér zdát ohromující při řešení velkých komplexních řídicích systémů. Naproti tomu PLC má vyšší výkon zpracování a větší skladovací kapacitu a je schopen složitějších kontrolních úkolů. Kromě toho má PLC také velké množství vstupních/výstupních rozhraní a komunikačních rozhraní, což usnadňuje připojení a komunikaci s jinými zařízeními.
Spolehlivost a stabilita
Pokud jde o spolehlivost a stabilitu, má PLC jasnou výhodu oproti mikrokontroléru, PLC přijímá průmyslové komponenty a složité, sofistikovaný návrh interního mechanismu, stabilní a spolehlivý provoz, zřídka havárie nebo modrá obrazovka a další situace. Současně má PLC také silnou schopnost protiinterference a přizpůsobivost, může fungovat stabilně v drsném průmyslovém prostředí. Mikrokontrolér může být díky jeho struktuře a omezením zdrojů o něco nižší než PLC, pokud jde o spolehlivost a stabilitu.
Programování a rozšiřitelnost
Pokud jde o programování a rozšiřitelnost, mají PLC a mikrokontrolér své vlastní vlastnosti. Mikrokontroléry jsou obvykle naprogramovány v jazycích nízké úrovně, jako je jazyk montáže nebo C, což vyžaduje vysokou úroveň programovací schopnosti ze strany vývojáře. Jakmile je však program zapsán a spálen do mikrokontroléru, může běžet nezávisle na vývojovém prostředí. Kromě toho mají mikrokontroléry velké množství periferních rozhraní a expanzních schopností, což jim umožňuje snadno připojit k jiným zařízením a senzorům. Programování PLC přijímá specifický programovací jazyk (jako je diagram žebříku, schéma funkčního bloku atd.), Který je intuitivní a snadno srozumitelný, snadno se učí a zvládne. Zároveň modulární design PLC způsobuje, že má dobrou škálovatelnost, může být zvýšena nebo snížena podle potřeby splnit různé kontrolní potřeby funkčních bloků.
Náklady a údržba
Pokud jde o náklady a údržbu, má mikrokontrolér oproti PLC určité výhody. Vzhledem k vysokému stupni integrace, malé velikosti, nízkých nákladů a dalších charakteristik mikrokontroléru jsou jeho hardwarové náklady relativně nízké. Mezitím vývojové prostředí mikrokontroléru obvykle přijímá nástroje pro vývoj vizualizace, což je pro vývojáře vhodné ladit a udržovat. Na druhé straně má PLC vyšší náklady na hardware díky složité funkčnosti, přesnému designu a dalším funkcím. Údržba PLC navíc vyžaduje, aby provozovali profesionální technici, náklady na údržbu jsou také relativně vysoké.
IV. Může mikrokontrolér nahradit PLC?
Je vidět komplexní analýza výše uvedeného, mikrokontrolér a PLC, pokud jde o funkci, výkon, spolehlivost, stabilitu, programování, škálovatelnost, náklady a údržba, mají své vlastní výhody a nevýhody. Ačkoli mikrokontrolér v některých jednoduchých kontrolních úkolech může nahradit funkci PLC, ale v komplexním průmyslovém automatizačním systému má PLC stále nenahraditelnou roli. Konkrétně:
U jednoduchých kontrolních úkolů a malých systémů lze mikrokontroléry použít jako levné a snadno implementované řešení. Prostřednictvím rozumného programování a návrhu obvodů mohou mikrokontroléry realizovat ovládací funkce podobné funkcím PLC.
U komplexních průmyslových automatizačních systémů a velkých řídicích systémů je PLC stále preferovaným řídicím zařízením, vysoká spolehlivost, stabilita a flexibilita PLC může zajistit stabilní provoz a efektivní řízení systému. Současně mohou modulární design a bohaté funkční moduly PLC splňovat různé potřeby kontroly.
Můžeme proto dojít k závěru, že mikrokontrolér může v některých případech nahradit funkci PLC, ale v komplexním průmyslovém automatizačním systému je PLC stále nenahraditelná kontrolní zařízení. Ve skutečné aplikaci by mělo být vhodné ovládací zařízení vybráno podle specifických potřeb a skutečné situace, aby bylo možné realizovat nejlepší kontrolní efekt.