I. Introducció
En el camp del control industrial, el microordinador d’un sol xip (microcomputador d’un sol xip) i el controlador de lògica programable (controlador de lògica programable, PLC) són dos dispositius de control utilitzats habitualment. El microordinador d’un sol xip ocupa un lloc en control industrial amb la seva alta integració, mida petita i baix cost, mentre que el PLC s’utilitza àmpliament en l’automatització industrial amb la seva alta fiabilitat, estabilitat i flexibilitat. Per tant, sorgeix la pregunta: el microcontrolador pot substituir PLC? Aquest treball explorarà aquest problema en profunditat des de diverses perspectives.
II. Visió general del microcontrolador i PLC
Microcontrolador
El microcontrolador és un ordinador seran les parts principals del microordinador integrat en un xip. Conté la unitat central de processament (CPU), la memòria aleatòria (RAM), la memòria de només lectura (ROM), la interfície d’entrada/sortida (E/S) i el temporitzador/comptador i altres components funcionals bàsics. A causa del seu alt grau d’integració i de baix cost, el microcontrolador s’utilitza àmpliament en comptadors intel·ligents, control industrial en temps real, equips de comunicació, sistemes de navegació, electrodomèstics i altres camps.
PLC
PLC és un sistema electrònic dissenyat per a operacions informàtiques digitals en entorns industrials. Utilitza una memòria programable, en el seu emmagatzematge intern per realitzar operacions lògiques, control de seqüències, sincronització, compta i operacions aritmètiques com ara instruccions, mitjançant entrades i sortides digitals o analògiques per controlar diversos tipus de maquinària i equips o processos de producció. L’alt grau de fiabilitat, la capacitat d’anti-interferència, fàcil de programar i escalabilitat és bo, s’utilitza àmpliament en el camp de l’automatització industrial.
Iii. Anàlisi comparativa del microcontrolador i PLC
Funció i rendiment
Microcontrolador i PLC En la funció i el rendiment hi ha algunes diferències. Com a sistema complet de microordinadors, el microcontrolador pot completar una varietat de tasques de control i informàtica complexes. No obstant això, a causa de les limitacions dels seus recursos i la seva potència de processament, un microcontrolador pot semblar aclaparador quan es tracta de sistemes de control complexos grans. En canvi, PLC té una potència de processament més gran i una capacitat d’emmagatzematge més gran i és capaç de tasques de control més complexes. A més, PLC també té una gran quantitat d’interfícies d’entrada/sortida i interfícies de comunicació, cosa que facilita la connexió i la comunicació amb altres dispositius.
Fiabilitat i estabilitat
En termes de fiabilitat i estabilitat, PLC té un clar avantatge respecte al microcontrolador, PLC adopta components de grau industrial i un sofisticat disseny de mecanismes interns, funcionament estable i fiable, caiguda rarament o pantalla blava i altres situacions. Al mateix temps, PLC també té una forta capacitat i adaptabilitat contra la interferència, pot funcionar de manera estable en ambients industrials durs. El microcontrolador, a causa de la seva estructura i restriccions de recursos, pot ser lleugerament inferior al PLC en termes de fiabilitat i estabilitat.
Programació i expandibilitat
En termes de programació i expandibilitat, el PLC i el microcontrolador tenen les seves pròpies característiques. Els microcontroladors solen programar-se en llenguatges de baix nivell com el llenguatge de muntatge o C, cosa que requereix un alt nivell de programació per part del desenvolupador. No obstant això, un cop escrit i cremat el programa al microcontrolador, pot funcionar independentment de l’entorn de desenvolupament. A més, els microcontroladors tenen una gran quantitat d’interfícies perifèriques i capacitats d’expansió, permetent -los connectar fàcilment a altres dispositius i sensors. La programació de PLC adopta un llenguatge de programació específic (com ara diagrama d’escala, diagrama de blocs de funcions, etc.), que és intuïtiu i fàcil d’entendre, fàcil d’aprendre i dominar. Al mateix temps, el disseny modular de PLC fa que tingui una bona escalabilitat, es pot augmentar o reduir segons la necessitat de satisfer les diferents necessitats de control dels blocs de funcions.
Cost i manteniment
En termes de cost i manteniment, el microcontrolador té certs avantatges respecte al PLC. A causa de l’elevat grau d’integració, mida petita, baix cost i altres característiques del microcontrolador, el seu cost de maquinari és relativament baix. Mentrestant, l’entorn de desenvolupament del microcontrolador sol adoptar eines de desenvolupament de visualització, cosa que és convenient per a que els desenvolupadors puguin depurar i mantenir. El PLC, en canvi, té un cost de maquinari més elevat a causa de la seva complexa funcionalitat, disseny precís i altres funcions. A més, el manteniment del PLC requereix que els tècnics professionals funcionin, els costos de manteniment també són relativament elevats.
Iv. El microcontrolador pot substituir PLC?
Es pot veure una anàlisi completa de les anteriors, el microcontrolador i el PLC en termes de funció, rendiment, fiabilitat, estabilitat, programació, escalabilitat, cost i manteniment tenen els seus propis avantatges i desavantatges. Tot i que el microcontrolador en algunes tasques de control simples pot substituir la funció PLC, però en el complex sistema d’automatització industrial, PLC encara té un paper insubstituïble. Concretament:
Per a tasques de control simples i sistemes petits, els microcontroladors es poden utilitzar com a solució de baix cost i fàcil de implementar. Mitjançant una programació raonable i un disseny de circuits, els microcontroladors poden realitzar funcions de control similars a les dels PLC.
Per als sistemes d’automatització industrial complexos i els grans sistemes de control, PLC continua sent el dispositiu de control preferit, l’alta fiabilitat, l’estabilitat i la flexibilitat de PLC poden garantir un funcionament estable i un control eficient del sistema. Al mateix temps, el disseny modular de PLC i els mòduls funcionals rics poden satisfer diferents necessitats de control.
Per tant, podem concloure que el microcontrolador pot substituir la funció de PLC en alguns casos, però en el complex sistema d’automatització industrial, PLC continua sent un equip de control insubstituïble. A l’aplicació real, l’equip de control adequat s’ha de seleccionar segons les necessitats específiques i la situació real per tal de realitzar el millor efecte de control.