I. Εισαγωγή
Στον τομέα του βιομηχανικού ελέγχου, ο μικροϋπολογιστής μονής τσιπ (μικροϋπολογιστής ενός chip) και ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής, PLC) είναι δύο συνήθως χρησιμοποιούμενες συσκευές ελέγχου. Ο μικροϋπολογιστής ενός chip καταλαμβάνει μια θέση στον βιομηχανικό έλεγχο με την υψηλή ολοκλήρωσή του, το μικρό μέγεθος και το χαμηλό κόστος, ενώ η PLC χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανική αυτοματοποίηση με την υψηλή αξιοπιστία, τη σταθερότητα και την ευελιξία του. Έτσι, τίθεται το ερώτημα: Μπορεί ο μικροελεγκτής να αντικαταστήσει την PLC; Αυτό το έγγραφο θα διερευνήσει αυτό το ζήτημα σε βάθος από διάφορες προοπτικές.
Ii. Επισκόπηση του Microcontroller και του PLC
Μικροελεγκτής
Το Microcontroller είναι ένας υπολογιστής θα είναι τα κύρια μέρη του μικροϋπολογιστή ενσωματωμένου σε ένα τσιπ. Περιέχει την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), την τυχαία μνήμη (RAM), τη μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM), τη διεπαφή εισόδου/εξόδου (I/O) και χρονομετρητή/μετρητή και άλλων βασικών λειτουργικών εξαρτημάτων. Λόγω του υψηλού βαθμού ολοκλήρωσης και του χαμηλού κόστους, ο μικροελεγκτής χρησιμοποιείται ευρέως σε ευφυείς μετρητές, βιομηχανικό έλεγχο σε πραγματικό χρόνο, εξοπλισμό επικοινωνίας, συστήματα πλοήγησης, οικιακές συσκευές και άλλους τομείς.
ΠΛC
Το PLC είναι ένα ηλεκτρονικό σύστημα σχεδιασμένο για ψηφιακές υπολογιστικές εργασίες σε βιομηχανικά περιβάλλοντα. Χρησιμοποιεί προγραμματιζόμενη μνήμη, στην εσωτερική αποθήκευση της για να εκτελέσει λογικές λειτουργίες, έλεγχο αλληλουχίας, χρονισμό, καταμέτρηση και αριθμητικές λειτουργίες όπως οδηγίες, μέσω ψηφιακών ή αναλογικών εισόδων και εξόδων για τον έλεγχο διαφόρων τύπων μηχανημάτων και εξοπλισμού ή διαδικασιών παραγωγής. Ο υψηλός βαθμός αξιοπιστίας, η ικανότητα κατά της παρεμβολής, η εύκολη προγραμματισμένη και η επεκτασιμότητα είναι καλή, χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού.
Iii. Συγκριτική ανάλυση του μικροελεγκτή και του plc
Λειτουργία και απόδοση
Microcontroller και PLC στη λειτουργία και την απόδοση Υπάρχουν κάποιες διαφορές. Ως πλήρες σύστημα μικροϋπολογιστών, ο μικροελεγκτής μπορεί να ολοκληρώσει μια ποικιλία σύνθετων εργασιών υπολογιστών και ελέγχου. Ωστόσο, λόγω των περιορισμών των πόρων και της ισχύος επεξεργασίας, ένας μικροελεγκτής μπορεί να φαίνεται συντριπτική όταν ασχολείται με μεγάλα, σύνθετα συστήματα ελέγχου. Αντίθετα, η PLC διαθέτει υψηλότερη ισχύ επεξεργασίας και μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης και είναι ικανή για πιο σύνθετες εργασίες ελέγχου. Επιπλέον, η PLC διαθέτει επίσης πληθώρα διεπαφών εισροών/εξόδου και διεπαφών επικοινωνίας, καθιστώντας εύκολη τη σύνδεση και την επικοινωνία με άλλες συσκευές.
Αξιοπιστία και σταθερότητα
Από την άποψη της αξιοπιστίας και της σταθερότητας, η PLC έχει ένα σαφές πλεονέκτημα έναντι του μικροελεγκτή, η PLC υιοθετεί εξαρτήματα βιομηχανικής ποιότητας και πολύπλοκο σχεδιασμό εσωτερικού μηχανισμού, σταθερή και αξιόπιστη λειτουργία, σπάνια συντριβή ή μπλε οθόνη και άλλες καταστάσεις. Ταυτόχρονα, η PLC έχει επίσης ισχυρή ικανότητα κατά της παρεμβολής και προσαρμοστικότητα, μπορεί να λειτουργήσει σταθερά σε σκληρά βιομηχανικά περιβάλλοντα. Ο μικροελεγκτής, λόγω των περιορισμών της δομής και των πόρων του, μπορεί να είναι ελαφρώς κατώτερος από την PLC όσον αφορά την αξιοπιστία και τη σταθερότητα.
Προγραμματισμός και επέκταση
Όσον αφορά τον προγραμματισμό και την επέκταση, η PLC και ο μικροελεγκτής έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά. Οι μικροελεγκτές συνήθως προγραμματίζονται σε γλώσσες χαμηλού επιπέδου, όπως η γλώσσα συναρμολόγησης ή το C, η οποία απαιτεί υψηλό επίπεδο ικανότητας προγραμματισμού εκ μέρους του προγραμματιστή. Ωστόσο, μόλις γραφτεί το πρόγραμμα και καίγεται στον μικροελεγκτή, μπορεί να τρέξει ανεξάρτητα από το περιβάλλον ανάπτυξης. Επιπλέον, οι μικροελεγκτές έχουν πληθώρα περιφερειακών διασυνδέσεων και δυνατοτήτων επέκτασης, επιτρέποντάς τους να συνδέονται εύκολα με άλλες συσκευές και αισθητήρες. Ο προγραμματισμός του PLC υιοθετεί μια συγκεκριμένη γλώσσα προγραμματισμού (όπως το διάγραμμα σκάλας, το διάγραμμα μπλοκ λειτουργίας κ.λπ.), το οποίο είναι διαισθητικό και εύκολο στην κατανόηση, εύκολο να μάθει και να κυριαρχήσει. Ταυτόχρονα, ο αρθρωτός σχεδιασμός του PLC καθιστά την καλή επεκτασιμότητα, μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί ανάλογα με την ανάγκη να ικανοποιηθούν οι διάφορες ανάγκες ελέγχου των μπλοκ λειτουργιών.
Κόστος και συντήρηση
Όσον αφορά το κόστος και τη συντήρηση, ο μικροελεγκτής έχει ορισμένα πλεονεκτήματα έναντι της PLC. Λόγω του υψηλού βαθμού ενσωμάτωσης, μικρού μεγέθους, χαμηλού κόστους και άλλων χαρακτηριστικών του μικροελεγκτή, το κόστος υλικού του είναι σχετικά χαμηλό. Εν τω μεταξύ, το αναπτυξιακό περιβάλλον του μικροελεγκτή συνήθως υιοθετεί εργαλεία ανάπτυξης απεικόνισης, τα οποία είναι βολικό για τους προγραμματιστές να εντοπίζουν και να διατηρούν. Η PLC, από την άλλη πλευρά, έχει υψηλότερο κόστος υλικού λόγω της σύνθετης λειτουργικότητάς της, του ακριβούς σχεδιασμού και άλλων χαρακτηριστικών. Επιπλέον, η διατήρηση της PLC απαιτεί από τους επαγγελματίες τεχνικούς να λειτουργούν, το κόστος συντήρησης είναι επίσης σχετικά υψηλό.
Iv. Μπορεί ο μικροελεγκτής να αντικαταστήσει το plc;
Η ολοκληρωμένη ανάλυση των παραπάνω μπορεί να παρατηρηθεί, ο μικροελεγκτής και η PLC όσον αφορά τη λειτουργία, την απόδοση, την αξιοπιστία, τη σταθερότητα, τον προγραμματισμό, την επεκτασιμότητα, το κόστος και τη συντήρηση έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Αν και ο μικροελεγκτής σε ορισμένες απλές εργασίες ελέγχου μπορούν να αντικαταστήσουν τη λειτουργία PLC, αλλά στο σύνθετο σύστημα βιομηχανικού αυτοματισμού, η PLC εξακολουθεί να έχει αναντικατάστατο ρόλο. Ειδικά:
Για απλές εργασίες ελέγχου και μικρά συστήματα, οι μικροελεγκτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως λύση χαμηλού κόστους, εύκολης εφαρμογής. Μέσω λογικού προγραμματισμού και σχεδιασμού κυκλωμάτων, οι μικροελεγκτές μπορούν να συνειδητοποιήσουν λειτουργίες ελέγχου παρόμοιες με εκείνες των PLCs.
Για σύνθετα συστήματα βιομηχανικής αυτοματισμού και μεγάλα συστήματα ελέγχου, η PLC εξακολουθεί να είναι η προτιμώμενη συσκευή ελέγχου, η υψηλή αξιοπιστία, η σταθερότητα και η ευελιξία της PLC μπορούν να εξασφαλίσουν σταθερή λειτουργία και αποτελεσματικό έλεγχο του συστήματος. Ταυτόχρονα, ο αρθρωτός σχεδιασμός της PLC και οι πλούσιες λειτουργικές ενότητες μπορούν να ικανοποιήσουν διαφορετικές ανάγκες ελέγχου.
Ως εκ τούτου, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο μικροελεγκτής μπορεί να αντικαταστήσει τη λειτουργία του PLC σε ορισμένες περιπτώσεις, αλλά στο σύνθετο σύστημα βιομηχανικού αυτοματισμού, η PLC εξακολουθεί να είναι αναντικατάστατο εξοπλισμό ελέγχου. Στην πραγματική εφαρμογή, ο κατάλληλος εξοπλισμός ελέγχου θα πρέπει να επιλεγεί ανάλογα με τις συγκεκριμένες ανάγκες και την πραγματική κατάσταση προκειμένου να πραγματοποιηθεί το καλύτερο αποτέλεσμα ελέγχου.