I. Johdanto
Teollisuuden ohjauksen alalla yksikirkomikrotietokone (yksikieren mikrotietokone) ja ohjelmoitavissa oleva logiikkaohjain (ohjelmoitava logiikkaohjain, PLC) ovat kaksi yleisesti käytettyä ohjauslaitetta. Yhden sirun mikrotietokone vie paikan teollisuusohjauksessa korkealla integroinnillaan, pienellä koolla ja alhaisella kustannuksellaan, kun taas PLC: tä käytetään laajasti teollisuusautomaatiossa sen korkealla luotettavuudella, vakaudella ja joustavuudella. Joten herättää kysymys: Voiko mikrokontroller korvata PLC? Tässä artikkelissa tutkitaan tätä asiaa perusteellisesti monista näkökulmista.
II. Yleiskatsaus mikrokontrollerista ja PLC: stä
Mikrokontrolleri
Mikrokontrolleri on tietokone, joka on sirulle integroitujen mikrotietokoneen pääosat. Se sisältää keskuskäsittelyyksikön (CPU), satunnaisen muistin (RAM), vain lukumuistin (ROM), syöttö/lähtö (I/O) -rajapinta ja ajastin/laskuri ja muut funktionaaliset peruskomponentit. Korkean integraatioasteensa ja edullisten kustannustensa vuoksi mikrokontrolleria käytetään laajasti älykkäissä mittarissa, reaaliaikaisessa teollisuusohjauksessa, viestintälaitteissa, navigointijärjestelmissä, kodinkoneissa ja muissa aloissa.
PLC
PLC on elektroninen järjestelmä, joka on suunniteltu digitaaliseen laskentatoimintaan teollisuusympäristöissä. Se käyttää ohjelmoitavaa muistia sisäisessä tallennuksessaan loogisten toimintojen, sekvenssinhallinnan, ajoituksen, laskennan ja aritmeettisten toimintojen, kuten ohjeiden, digitaalisten tai analogisten tulosten ja lähtöjen avulla erityyppisten koneiden ja laitteiden tai tuotantoprosessien avulla. Korkea luotettavuus, häiriöiden vastainen kyky, helppo ohjelmoida ja skaalautuvuus on hyvä, käytetään laajasti teollisuusautomaation alalla.
III. Mikrokontrollerin ja PLC: n vertaileva analyysi
Toiminto ja suorituskyky
Mikrokontrolleri ja PLC toiminnassa ja suorituskyvyssä on joitain eroja. Täydellisenä mikrotietokonejärjestelmänä mikrokontrolleri voi suorittaa erilaisia monimutkaisia laskenta- ja ohjaustehtäviä. Resurssien ja prosessointitehon rajoitusten vuoksi mikrokontrolleri voi kuitenkin tuntua ylivoimaiselta käsitellessään suuria, monimutkaisia ohjausjärjestelmiä. Sitä vastoin PLC: llä on korkeampi prosessointiteho ja suurempi tallennuskapasiteetti, ja se pystyy monimutkaisempaan ohjaustehtäviin. Lisäksi PLC: llä on myös runsaasti syöttö-/lähtörajapintoja ja viestintärajapintoja, mikä on helppo yhdistää ja kommunikoida muiden laitteiden kanssa.
Luotettavuus ja vakaus
Luotettavuuden ja stabiilisuuden suhteen PLC: llä on selkeä etu mikrokontrolleriin nähden, PLC ottaa käyttöön teollisuusluokan komponentit ja monimutkaiset, hienostuneen sisäisen mekanismin suunnittelun, vakaan ja luotettavan toiminnan, harvoin kaatumisen tai sinisen näytön ja muut tilanteet. Samanaikaisesti PLC: llä on myös vahva interferenssin vastainen kyky ja sopeutumiskyky, se voi toimia vakaasti ankarissa teollisuusympäristöissä. Mikrokontrolleri voi olla rakenteensa ja resurssirajoitteidensa vuoksi olla hiukan alempi kuin PLC luotettavuuden ja vakauden suhteen.
Ohjelmointi ja laajennettavuus
Ohjelmoinnin ja laajennettavuuden kannalta PLC: llä ja mikrokontrollerilla on omat ominaisuutensa. Mikrokontrollerit on yleensä ohjelmoitu matalan tason kielillä, kuten kokoonpanokieli tai C, mikä vaatii kehittäjän korkean ohjelmointikyvyn. Kun ohjelma on kuitenkin kirjoitettu ja poltettu mikrokontrolleriin, se voi kulkea riippumattomasti kehitysympäristöstä. Lisäksi mikrokontrollereilla on runsaasti perifeerisiä rajapintoja ja laajennusominaisuuksia, jolloin ne voivat helposti kytkeä muihin laitteisiin ja antureihin. PLC: n ohjelmointi hyväksyy tietyn ohjelmointikielen (kuten tikkaat -kaavio, toimintolohkokaavio jne.), Joka on intuitiivinen ja helppo ymmärtää, helppo oppia ja hallita. Samanaikaisesti PLC: n modulaarinen suunnittelu tekee siitä hyvän skaalautuvuuden, voidaan lisätä tai vähentää tarpeen mukaisesti vastaamaan toimintolohkojen erilaisia ohjaustarpeita.
Kustannukset ja ylläpito
Kustannusten ja ylläpidon suhteen mikrokontrollerilla on tiettyjä etuja PLC: hen verrattuna. Mikrokontrollerin korkean koon, alhaisen kustannuksen ja muiden ominaisuuksien korkean asteen takia sen laitteistokustannukset ovat suhteellisen alhaiset. Samaan aikaan mikrokontrollerin kehitysympäristö hyväksyy yleensä visualisointikehitystyökaluja, mikä on kätevää kehittäjille virheenkorjaus ja ylläpitäminen. PLC: n puolestaan on korkeammat laitteistokustannukset sen monimutkaisen toiminnallisuuden, tarkan suunnittelun ja muiden ominaisuuksien vuoksi. Lisäksi PLC: n ylläpitäminen vaatii ammattiteknikkojen toiminnan, ylläpitokustannukset ovat myös suhteellisen korkeat.
Iv. Voiko mikrokontroller korvata PLC?
Edellä esitetyn kattava analyysi voidaan nähdä, mikrokontrollerilla ja PLC: llä toiminnan, suorituskyvyn, luotettavuuden, vakauden, ohjelmoinnin, skaalautuvuuden, kustannusten ja ylläpidon suhteen on omat edut ja haitat. Vaikka mikrokontrollerissa joissain yksinkertaisissa ohjaustehtävissä voi korvata PLC -toiminnon, mutta monimutkaisessa teollisuusautomaatiojärjestelmässä PLC: llä on silti korvaamaton rooli. Erityisesti:
Yksinkertaisten ohjaustehtävien ja pienten järjestelmien kannalta mikrokontrollereita voidaan käyttää edullisena, helposti toteutettavana ratkaisuna. Kohtuullisen ohjelmoinnin ja piirisuunnittelun avulla mikrokontrollerit voivat toteuttaa PLC: n kaltaiset ohjaustoiminnot.
Monimutkaisissa teollisuusautomaatiojärjestelmissä ja suurissa ohjausjärjestelmissä PLC on edelleen edullinen ohjauslaite, PLC: n korkea luotettavuus, stabiilisuus ja joustavuus voivat varmistaa järjestelmän stabiilin toiminnan ja tehokkaan hallinnan. Samanaikaisesti PLC: n modulaarinen muotoilu ja rikkaat funktionaaliset moduulit voivat vastata erilaisiin ohjaustarpeisiin.
Siksi voimme päätellä, että mikrokontrolleri voi joissain tapauksissa korvata PLC: n toiminnan, mutta monimutkaisessa teollisuusautomaatiojärjestelmässä PLC on edelleen korvaamattomia ohjauslaitteita. Varsinaisessa sovelluksessa asianmukaiset ohjauslaitteet olisi valittava erityistarpeiden ja todellisen tilanteen mukaan parhaan ohjausvaikutuksen toteuttamiseksi.