集美輕工業(yè)學校 阮惠卿

單片機與PLC的異同分析

集美輕工業(yè)學校 阮惠卿

一、單片機與PLC概念

要想弄懂PLC與單片機的區(qū)別，就必須先了解PLC與單片機的構成以及工作原理。

1.單片機。單片機（單片微型計算機）將存儲器(ROM、PROM，EPROM，EEPROM，F(xiàn)LASH ROM，SRAM等)、輸入/出接口（Timer/Counter，PWM，ADC/DAC，UART，IIC，SPI，RTC，PCA，F(xiàn)PGA等）集成在一塊集成電路中而成為SOC（System On a Chip），即把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。

2.PLC。PLC（可編程控制器）是一種通過數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，也是專門為在工業(yè)環(huán)境中應用而設計的新型工業(yè)控制裝置。PLC通常采用16位或32位的CPU，由硬件電路、繼電器、微型計算機系統(tǒng)等共同控制。由于PLC在沒有下載控制程序之前不具備任何控制功能，可以這么說，PLC不是一個單純的芯片，而是一個電路系統(tǒng)。PLC的性能取決于PLC內(nèi)部固化的梯形圖語言的解釋程序的效率，而通訊程序決定了PLC與外界交換信息的難易程度，可見，這是開發(fā)PLC的關鍵技術。在一些簡單、小型的應用中，通常不需與外界交換信息，無需通訊程序，只要以獨立控制器的方式運作并在內(nèi)部固化有能解釋梯形圖語言的程序即可。這樣，開發(fā)解釋梯形圖語言的程序就成為設計PLC的核心工作。實際上，雖然PLC是專為工業(yè)環(huán)境應用而研發(fā)的一種通用控制系統(tǒng)，但它必須進行二次開發(fā)并需要配備相應的程序編輯/調試軟件才能最終滿足所需的控制目的要求。可以說，沒有應用程序的PLC是毫無用處的。

二、單片機和PLC的性能比較

單片機外圍元件（如電阻、電容等）的參數(shù)存在著較大的離散性，再加上芯片品質參差不齊等因素，一般都需要對系統(tǒng)進行篩選配對等技術處理。對于小批量產(chǎn)品，不可能另外設計獨特的處理技術，而任何一個元件參數(shù)偏離設計要求都會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定，很難實現(xiàn)較好的可靠性和一致性。

PLC是專門為適應工業(yè)現(xiàn)場控制環(huán)境而設計出來的一套系統(tǒng)，具有很強的可靠性和通用性。對于PLC，可以簡單理解是為將單片機和抗干擾系統(tǒng)集合的設施。

此外，在可擴展性和可維護性上，單片機也略遜與PLC。單片機系統(tǒng)一般是根據(jù)具體需求特別設計線路及程序，如果要在原有的功能基礎上添加其他功能，則需要重新設計線路和程序。這樣，每增加一項功能就會使單片機的開發(fā)成本和周期相應地增加。而對于PLC，若想擴展其功能，只需增加相應的模塊和修正對應的程序即可，編程相對簡單，這就可以縮短開發(fā)周期。

PLC本身具有很強的自診斷功能，一旦控制系統(tǒng)發(fā)生故障，會自動切換到故障提示界面，提示引起故障的原因和排除方法，方便維修人員根據(jù)提示迅速排除故障。

三、單片機與PLC的關系

1.PLC與單片機之間不具可比性。單片機是一種集成電路，而PLC則是建立在單片機之上的產(chǎn)品。PLC功能的實現(xiàn)有很多是通過單片機完成的，也有用嵌入系統(tǒng)實現(xiàn)的。如果說所配備的單片機很差的話，PLC也會較差。PLC內(nèi)部的單片機或者嵌入系統(tǒng)要求較高，可以滿足較為苛刻的環(huán)境要求，特別是抗干擾能力上和元器件選擇上，都比一般的單片機設計要求高。

2.單片機可以構成各種各樣的應用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可；PLC是單片機應用系統(tǒng)的一個特例。 PLC系統(tǒng)適合小批量、控制邏輯或者工藝需要經(jīng)常改動的系統(tǒng)，如常說的工程項目，在這樣的系統(tǒng)下能夠達到最佳的性能價格比。但對于大批量的固定控制要求的場合，還是找到優(yōu)秀的單片機開發(fā)工程師單獨設計更具經(jīng)濟效益，雖然初期投入成本高、開發(fā)周期長，但是分攤到單個的產(chǎn)品上還是便宜很多，如溫控器等。

3.PLC一般用梯形圖來編，雖然也有其他語言，但用梯形圖更簡單一些。雖然不同廠家的PLC編程中使用的圖形有所區(qū)別，但是萬變不離其宗，彼此之間具有共通性，語法和編程理念的差異不大，因此，有PLC基礎的人要制作其他廠家的PLC并不是很難。而且目前編程軟件正朝著標準化方向邁進，這也是PLC獲得廣泛應用的一個原因。制作單片機應用系統(tǒng)則較為考驗技術人員的水平。在單片機制作工程中，技術人員各顯其能，單片機在功能上迥然相異，質量也良莠不齊，學習、使用和維護都很困難。

4. 單片機主要在電子方面應用較為廣泛，而且用的是弱電；PLC主要在設備中使用，用的是強電。如果需要帶動電機，則一定要使用到PLC，因為PLC用于大型設備，單片機用于微型、小型設備 。

四、PLC與單片機在工程應用中的區(qū)別

采用PLC系統(tǒng)控制單項工程或重復數(shù)少的項目是一種比較快捷的方案。其優(yōu)勢在于成功率高、可靠性好，缺點是成本較高。PLC系統(tǒng)適合小批量、控制邏輯或者工藝需要經(jīng)常改動的系統(tǒng)，相反，對于量大的配套項目而言，如果有相當?shù)难邪l(fā)力量和經(jīng)驗能保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運行，采用成本低且效益高單片機會比較明智的選擇。如果不具備足夠的研究力量和經(jīng)驗，可以采用單片機系統(tǒng)嵌入PLC的功能，這樣也可以縮短單片機系統(tǒng)的研發(fā)時間，同時在性能、效益方面也能得到相似的保障。