許多人在接觸到單片機(jī)（MCU）和可編程邏輯控制器（PLC）時(shí)，都會(huì)感到疑惑。疑惑主要有兩點(diǎn)：

工業(yè)環(huán)境中，很多控制邏輯用MCU都可以很容易的實(shí)現(xiàn)，為何要用PLC？

其實(shí)MCU與PLC兩者都是可編程的控制器件，有什么不同？

此文便在于解答大家的疑惑。

1? 工業(yè)環(huán)境為何都用PLC

接觸過工業(yè)生產(chǎn)的工程師可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)的控制要求，使用MCU都可以做到。

但同時(shí)又會(huì)發(fā)現(xiàn)，MCU在工業(yè)環(huán)境中極少被應(yīng)用，取而代之的是PLC。那為什么在廉價(jià)的MCU可以實(shí)現(xiàn)功能的地方，要使用昂貴的PLC呢？

1.1? 可靠性方面

工業(yè)現(xiàn)場要求設(shè)備達(dá)到工業(yè)級(jí)。我們一般購買的單片機(jī)及其他元器件一般為商業(yè)級(jí)。加之自己開發(fā)后測試等水平達(dá)不到，所以可靠性很難保證，例如防電磁干擾等，要知道工業(yè)環(huán)境中電磁干擾是非常多的，如繼電器的通斷、電機(jī)的起停，這都可能導(dǎo)致單片機(jī)的重啟、通訊的失誤。

而PLC等設(shè)備滿足工業(yè)級(jí)要求，在抗干擾方面、輸入輸出點(diǎn)可靠性方面更為優(yōu)越，并采用可靠的組態(tài)方式，因此可靠性更高，而且通信方面有很多工業(yè)控制設(shè)備采用光纖以抗干擾。

1.2? 易用性方面

采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，通信等系統(tǒng)架構(gòu)太過麻煩，例如一個(gè)工業(yè)車間的幾十個(gè)單片機(jī)工作小站可靠通信就很難實(shí)現(xiàn)。同時(shí)代碼的增加也進(jìn)一步降低了可靠性。在簡單并且不關(guān)鍵的部位可采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)部分功能。

而PLC等設(shè)備可采用整體式或者積木式，各個(gè)組件可以按需選用，并便于組態(tài)實(shí)現(xiàn)。各個(gè)工作站之間采用規(guī)范的總線通訊，這都是模塊內(nèi)置的，只需配置無需編寫代碼，可靠簡單。

工業(yè)設(shè)備的可靠性是極為關(guān)鍵的，關(guān)系到人身安全、連續(xù)工作的時(shí)間、生產(chǎn)的質(zhì)量等，這時(shí)候生產(chǎn)設(shè)備的成本是相對(duì)次要的，可靠性才是首要的。因此單片機(jī)雖然便宜，但用單片機(jī)作為工業(yè)設(shè)備控制器是舍本逐末的。

當(dāng)然，也并不是說單片機(jī)在工業(yè)環(huán)境中就完全沒有應(yīng)用。例如，目前有采用Arduino進(jìn)行工業(yè)環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行情況監(jiān)測的應(yīng)用，但不涉及關(guān)鍵生產(chǎn)過程的控制。相信以后也會(huì)有更多的單片機(jī)應(yīng)用到工業(yè)環(huán)境中，但也不會(huì)作為核心的控制器。

2? MCU與PLC到底有何異同?

那究竟是何種原因?qū)е铝薖LC和MCU的不同呢？假設(shè)，你要用一款MCU完成工業(yè)現(xiàn)場的核心控制任務(wù)，那應(yīng)該怎么做？

首先，工業(yè)環(huán)境下，受周圍交流電機(jī)啟停等的影響，電壓可能會(huì)有較大的波動(dòng)。為了應(yīng)對(duì)這種惡劣的環(huán)境，必須為MCU設(shè)計(jì)相應(yīng)的電源模塊，是的電壓劇烈變動(dòng)時(shí)不會(huì)引發(fā)MCU的工作異常。

同時(shí)，在工業(yè)環(huán)境下，傳感器的輸出多采用4~20mA、0~10V的形式，這與MCU常用的0~3.3V或者0~5V的AD模塊不相符合，因此需要針對(duì)工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)傳感信號(hào)接收模塊。

并且，工業(yè)環(huán)境的輸出很多是用來控制繼電器（經(jīng)過繼電器隔離后，再去控制電機(jī)等的啟停），而MCU的輸出只能控制微型繼電器，無法驅(qū)動(dòng)常用的工業(yè)繼電器，因此，要在MCU外圍設(shè)計(jì)具有大驅(qū)動(dòng)能力的IO接口。

同時(shí)，為了保證工業(yè)環(huán)境下通訊的可靠：

有很多工業(yè)數(shù)據(jù)總線協(xié)議。為了能保證MCU與外界正常通訊，需要封裝模塊來支持這些協(xié)議；

為了能夠控制變頻器，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的變頻器控制模塊；為了能保證一定的防塵、防水級(jí)別，需要設(shè)計(jì)外殼滿足相應(yīng)的防護(hù)等級(jí)；

為了保證編程的簡單性，可能需要設(shè)計(jì)一套便于工業(yè)使用的控制語言……

當(dāng)以上這些工作都完成的時(shí)候，一個(gè)PLC就誕生了！

所以，PLC就是在MCU基礎(chǔ)上，針對(duì)工業(yè)環(huán)境專門設(shè)計(jì)的產(chǎn)物。PLC的內(nèi)部就是一款MCU。

到這里，PLC與MCU的異同，大家也應(yīng)該明了了。

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