Микроконтролер вс плц: детаљно поређење

Појава Ардуина и многих других плоча заснованих на микроконтролеру у новије време повећала је интересовање за уграђене системе, отворивши свет микроконтролера великом броју. Ово није само повећало број корисника микроконтролера, већ је повећало опсег и апликације у којима се користе. Због тога смо током протеклих неколико чланака покрили неке кључне теме које су важне за изградњу сјајних уграђених системских уређаја попут; одабир правог микроконтролера за ваш пројекат, бирање између микроконтролера и микропроцесора. На исти начин, за данашњи чланак упоређиваћу микроконтролере са програмабилним логичким контролером (ПЛЦ).

Програмабилни логички контролер

Программабле логиц цонтроллер (АД) је једноставно посебне намене Цомпутер уређај дизајниран за употребу у индустријским контролним и другим системима у којима је поузданост система је висока.

У почетку су развијени да замене ожичене релеје, секвенце и тајмере које у индустрији аутоматизације користи производни процес, али данас су скалирани и користе их све врсте производних процеса, укључујући линије засноване на роботима. Ових дана вероватно нема те фабрике која нема машину или опрему која ради на ПЛЦ-овима. Главни разлог њиховог широког усвајања и употребе може се наћи дубоко укорењен у њиховој робусности и способности да издрже грубо руковање / окружење повезано са производним подовима. Такође су добар пример оперативних система у реалном времену јер имају високу способност да производе излазе на одређене улазе у врло кратком временском року, што је кључни захтев за индустријска подешавања, јер би друго кашњење могло пореметити читав рад.

Микроконтролери

Микроконтролери су, с друге стране, мали рачунарски уређаји на једном чипу који садрже једно или више процесорских језгара, са меморијским уређајима уграђеним заједно са програмабилним улазним и излазним (И / О) улазима за специјалну и општу намену. Користе се у свим врстама свакодневних уређаја, посебно у апликацијама где је потребно изводити само одређене задатке који се понављају. Обично су голи и не могу се користити као самостални уређаји без потребних веза. За разлику од ПЛЦ-а, они немају интерфејсе попут екрана и уграђене прекидаче јер обично имају само ГПИО-ове на које се ове компоненте могу повезати.

Данашњи водич биће фокусиран на упоређивање ПЛЦ-а и система микроконтролера под различитим насловима који укључују;

Архитектура
Интерфејси
Перформансе и поузданост
Потребан ниво вештине
Програмирање
Апликације

1. Архитектура

ПЛЦ архитектура:

ПЛЦ-ови се генерално могу назвати микроконтролером високог нивоа. У основи их чине процесорски модул, напајање и И / О модули. Процесорски модул се састоји од централне процесорске јединице (ЦПУ) и меморије. Поред микропроцесора, ЦПУ такође садржи најмање интерфејс преко којег се може програмирати (УСБ, Етхернет или РС232) заједно са комуникационим мрежама. Напајање је обично засебан модул, а И / О модули су одвојени од процесора. Типови И / О модула укључују дискретне (укључено / искључено), Аналогно (континуирано променљиво) и посебне модуле попут контроле кретања или бројача велике брзине. Пољски уређаји повезани су на И / О модуле.

У зависности од количине И / О модула које поседује ПЛЦ, они могу бити у истом кућишту као и ПЛЦ или у засебном кућишту. Одређени мали ПЛЦ-ови названи нано / микро ПЛЦ-ови обично имају све своје делове, укључујући напајање, процесор итд., У истом кућишту.

Архитектура микроконтролера

Горе описана архитектура ПЛЦ-а је донекле слична микроконтролеру у погледу саставних делова, али микроконтролер имплементира све на једном чипу, од ЦПУ-а до И / О портова и интерфејса потребних за комуникацију са спољним светом. Архитектура микроконтролера је приказана у наставку.

Пример кода заснован на логици лествице / дијаграму је приказан горе. Обично изгледа као мердевине што је разлог за његово име. Овај поједностављени изглед чини ПЛЦ-ове врло једноставним за програмирање, тако да ако можете анализирати шему, можете програмирати ПЛЦ-ове.

Због недавне популарности савремених програмских језика високог нивоа, ПЛЦ-ови се сада програмирају користећи ове језике као што су Ц, Ц ++ и басиц, али сви ПЛЦ-ови се и даље придржавају индустријског стандарда ИЕЦ 61131/3 и подржавају програмске језике предвиђене стандард који укључује; Дијаграм лествице, структурирани текст, дијаграм функционалних блокова, листа упутстава и секвенцијална дијаграм тока.

Модерни ПЛЦ се обично програмирају путем апликативног софтвера заснованог на било ком од горе поменутих језика, а раде на рачунару повезаном на ПЛЦ помоћу било ког од интерфејса УСБ, Етхернет, РС232, РС-485, РС-422.

Микроконтролери су, с друге стране, програмирани користећи језике ниског нивоа попут монтаже или језике високог нивоа попут Ц и Ц ++ између осталог. Обично захтева висок ниво искуства са програмским језиком који се користи и опште разумевање принципа развоја фирмвера. Програмери обично морају да разумеју концепте попут структура података и потребно је дубоко разумевање архитектуре микроконтролера да би развили врло добар фирмвер за пројекат.

Микроконтролери се обично програмирају и преко апликативног софтвера покренутог на рачунару и обично су повезани са тим рачунаром преко додатног дела хардвера који се обично назива програмери.

Међутим, рад програма на ПЛЦ-у је врло сличан раду микроконтролера. ПЛЦ користи наменски контролер као резултат тога, они изнова обрађују само један програм. Један циклус кроз програм назива се скенирање и сличан је микроконтролеру који пролази кроз петљу.

Ради циклус кроз програм који се извршава на ПЛЦ је приказан испод.

6. Пријаве

ПЛЦ-ови су примарни управљачки елементи који се користе у индустријским системима управљања. Примену налазе у управљању индустријским машинама, транспортерима, роботима и осталим машинама за производне линије. Такође се користе у СЦАДА системима и системима који захтевају висок ниво поузданости и способности да издрже екстремне услове. Користе се у индустрији, укључујући;

1. Систем континуираног пуњења боца 2. Систем

мешања

шарже 3. фазни систем климатизације

4. Контрола саобраћаја

Микроконтролери, с друге стране, проналазе примену у свакодневним електронским уређајима. Они су главни градивни елементи неколико потрошачке електронике и паметних уређаја.

Замена ПЛЦ-ова у индустријским апликацијама микроконтролерима

Појава микроконтролерских плоча једноставних за употребу повећала је опсег у коме се микроконтролери користе, сада су прилагођени за одређене примене за које су микроконтролери сматрани неприкладним од мини ДИИ рачунара до неколико сложених система управљања. То је довело до питања зашто се микроконтролери не користе уместо ПЛЦ-а, главни аргумент су трошкови ПЛЦ-а у поређењу са трошковима микроконтролера. Важно је да се много тога мора урадити на редовним микроконтролерима пре него што се он може користити у индустријским апликацијама.

Иако се одговор може наћи из тачака које су већ поменуте у овом чланку, довољно је истакнути две кључне тачке.

1. Микроконтролери нису дизајнирани са робусношћу и способношћу да издрже екстремне услове попут ПЛЦ-а. Због тога нису спремни за индустријску примену.

2. Индустријски сензори и актуатори су обично дизајнирани у складу са ИЕЦ стандардом који је обично у опсегу струја / напон и интерфејсима који можда нису директно компатибилни са микроконтролером и захтеваће неку врсту пратећег хардвера који повећава трошкове.

Постоје и друге тачке, али да бисмо остали у делокругу овог чланка, овде би требало да се зауставимо.

Заокружујући, сваки од ових управљачких уређаја дизајниран је за употребу у одређеним системима и треба их добро размотрити пре него што се донесе одлука о најбољем за одређену примену. Важно је напоменути да одређени произвођачи граде ПЛЦ-ове засноване на микроконтролеру, као што индустријски штитови сада производе ПЛЦ-ове засноване на Ардуино-у, приказане доле.