Разница между микроконтроллером и ПЛК

Управление процессом в любой машине или системе всегда было мечтой инженеров. Благодаря появлению технологий было разработано множество контроллеров для гибкого и надежного управления процессом.

Существует два основных типа контроллеров, которые широко используются во многих процессах, от малых до больших. Это микроконтроллеры и ПЛК. Они могут выполнять любую операцию, начиная от небольших вычислений до сложных алгоритмов, логической производительности и обработки данных. Это упрощает задачу за счет автоматизации процесса.

В этой статье мы рассмотрим разницу между микроконтроллером и ПЛК.

Что такое микроконтроллер?

Давайте сначала разберемся с основами. У вас есть одна кнопка и одна лампа. Вас просят включить лампу через 5 секунд после нажатия кнопки. Что из этого нам требуется для выполнения этой задачи? Вам понадобится один вход (кнопка), один выход (лампа), один контроллер для выполнения этой задачи (тип процессора), один источник питания для питания схем и одна память для хранения этой логики и состояния входов и выходов. При объединении в одном корпусе это создает микроконтроллер.

Короче говоря, микроконтроллер — это тип небольшого компьютера, который принимает физические входы, обрабатывает логику в соответствии с ними и включает или выключает физические выходы. Это небольшое устройство типа чипа, которое встраивает в себя все эти схемы, как небольшой корпус, и выполняет всю работу по обработке и управлению.

Микроконтроллер будет обрабатывать небольшое количество входов и выходов. Например, рассмотрим небольшую схему дисплея, такую как светодиод или ЖК-дисплей, установленную на портативном устройстве. Если вы нажмете на нем кнопку, он отобразит соответствующее число на дисплее.

А когда вы нажмете другую кнопку, он отобразит какое-то другое число, записанное в соответствии с логикой внутри процессора. Это означает, что сначала он был запрограммирован на отображение числа, а затем при нажатии второй кнопки будет показано вычисленное число. Все эти вычисления, хранение обработки переменных и обработка ввода-вывода выполняются внутри этого чипа микроконтроллера.

Что такое ПЛК?

Давайте перейдем к более высокому уровню обработки. У вас есть 50 датчиков, либо 4-20 мА, либо термопар. У вас есть 20 различных типов выходов, либо приводы постоянного тока 0-10 В, либо релейные выходы. Вам была назначена одна и та же задача принимать входы и управлять выходами в соответствии с прописанной в нем логикой.

Потребуются все те же компоненты ввода-вывода, блок питания, процессор и память. Но вы можете видеть, что все эти платы/контакты ввода-вывода с памятью и процессором не могут быть встроены в небольшой одиночный чип. Вот тут-то и появляется ПЛК. ПЛК по сути является расширением микроконтроллера. Это устройство типа шкафа-коробки, которое имеет платы ввода-вывода, память и процессор; все они соединены друг с другом на разных чипах. Все эти чипы составляют один шкаф ПЛК.

Вводы-выводы могут быть разных типов, от простых цифровых сигналов до сложных аналоговых сигналов. У них есть специальные платы связи, которые могут взаимодействовать с реальными протоколами, такими как Ethernet, Modbus, CAN Open, Profibus, Profinet и т. д.

Микроконтроллеры тоже имеют платы связи, но они имеют небольшие интерфейсы и ограниченные возможности подключения.

Модули ввода-вывода либо встроены в основной ПЛК, либо подключены к удаленным модулям через связь. Это легко позволяет расширять ввод-вывод. Различные высококачественные промышленные датчики и исполнительные механизмы могут быть легко соединены с ПЛК.

Разница между микроконтроллером и ПЛК

Теперь, когда мы поняли их значение, давайте рассмотрим их различия:

1. Только в определении мы узнали, что ПЛК может обрабатывать большое количество процессов и циклов. Вот почему его лучше всего использовать для промышленных приложений. Микроконтроллеры не могут обслуживать большое количество входов/выходов со сложными требованиями к проводке и коммуникациям. Лучше всего подходит для небольших приложений.
2. Обработка сигналов в ПЛК гораздо более гибкая по сравнению с микроконтроллером. Это означает, что аналого-цифровое преобразование, высокоскоростные входы счетчика и выходы легче настраивать в ПЛК, чем в микроконтроллере.
3. Микроконтроллеры дешевле ПЛК из-за ограниченного количества предоставляемых ими функций.
4. Главное преимущество ПЛК — его прочность и стабильность. Благодаря очень высокой температуре и устойчивости к воздействию окружающей среды он является наилучшим подходящим продуктом для критических, опасных и суровых условий.
5. ПЛК может быть гораздо более подвержен электромагнитным помехам и другим типам помех, чем микроконтроллер.
6. Программирование в ПЛК намного проще, чем в микроконтроллере. Микроконтроллеры используют сложное программное обеспечение, такое как C и C++, для программирования, что намного проще в ПЛК, поскольку в нем есть языки, которые легко соотносятся с пониманием электрических чертежей.
7. Для проектирования микроконтроллеров необходимы знания встраиваемых систем, СБИС и программного обеспечения, тогда как программистам ПЛК для проектирования требуются знания промышленной автоматизации, контрольно-измерительных приборов и сетей.