单片机刷卡模块然后为什么在工业上多用PLC而不是单片机?

原创 至山电子  2019-04-12 16:19 

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因为PLC就是专门为在工业环境下的应用而设计的控制系统。而单片机则不是。所以工业上多用PLC。

下面我们来简单了解一下PLC,了解了这些,你就会知道:PLC从诞生开始就是专门用于工业控制的。

单片机刷卡模块然后为什么在工业上多用PLC而不是单片机?

一、PLC的定义

1987年,国际电工委员会(IEC)通过了对PLC的定义:PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。

二、PLC的发展历程

可编程控制器是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称为可编程逻辑控制器,主要用来代替继电器实现逻辑控制。

早期的汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。每一次汽车改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着汽车型号更新周期越来越短,继电器控制装置就需要经常的重新设计和暗转,十分费时、费料、费工,甚至阻碍了更新周期的缩短。为改变这一现状,美国通用汽车公司1969年公开招标,要求用新的控制装置取代继电器控制装置。

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1、1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC,第一台PLC的研制主要是为了竞标美国通用汽车自动装配线。该装置一经推出,就以其简单易懂、操作方便、可靠性高、体积小、使用寿命长的优点,很快在其它工业领域推广应用。

可喜的是,我国从1974年开始研制,并在1977年应用于工业。

2、早期的PLC(1960年代末-1970年代中期)

早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器,主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。

此时出现了一直沿用至今的PLC编程语言--梯形图。

3、中期的PLC(1970年代中期-1980年代后期)

这个时间由于微处理器的出现,PLC发生了巨大变化,各PLC厂家纷纷将微控制器作为PLC的中央处理单元(CPU),这样PLC的功能大大加强,PLC的应用范围更加广泛。

4、近期的PLC(1980年代后期至今)

超大规模集成电路技术的迅速发展,微处理器价格大幅下降,使得PLC所采用的微处理器档次更高,甚至已经将16位和32位微处理器应用到了PLC上面。

5、PLC的发展趋势

目前PLC朝两个方向发展:

一是大型化、复杂化、公共能化、分散型、多层分布式工厂自动化网络方向发展。

二是简易型和超小型。

单片机刷卡模块然后为什么在工业上多用PLC而不是单片机?

单片机刷卡模块介绍

刚开始单片机在工业应用的,后来由于工业控制的复杂化在加上单片机的性价比等因素,得不到推广于工业领域。至九十年代,电子产品的来潮,单片机才迎来真正属于自己的一片天。工业领域不能因为单片机而止步不前,于是在传统继电器控制基础上研发出可编程逻辑控制器(PLC)。消费电子产品更新换代快,而单片机成本也低且便于量产,对电子产品最好不过了。不像工业上用的需要稳定可靠还要用的久,虽然PLC贵但是用时久了也相当于把成本降低了。

单片机刷卡模块然后为什么在工业上多用PLC而不是单片机?

工业上多用PLC而不是单片机,也是有原因的。

工业控制领域对稳定性和可靠性要求高,不能三天打渔两天晒网,对企业损失是巨大。工业控制环境恶劣,有防护等级要求、设备露天作业等,遇到雨天、潮湿天气、极寒天气,单片机运行能稳定不?可靠性不敢恭维!在工业领域,I/O点动不动成百上千,单片机肯定抗不住,PLC都要弄套冗余系统以防万一,单片机很难办到。工业控制只是它其中一部分,用过PLC的都知道。需要数据采集、通讯、上位、组态,运动控制及显示,得完全依赖工业体系与通讯协议造成,单个的单片机是搞定不了的。比如MODBUS、OPC、PROFIBUS的实现。

开发周期短于单片机,门槛低,不像单片机编程的C语言、汇编语言对于初学者难度大,而PLC编程只要有绘制电气原理图的能力,它的梯形图编程就能很好入门。拿开发周期而言,一个人开发能不?等你弄出来PLC早已经做好准备上现场了。大型项目的高压设备启动运行,小小单片机不得玩死。适用人群也不同,单片机主要是电子工程师而PLC是电气工程师,这两种不同的职业,肯定融合不了,说白了很多电气工程师都不知道玩C语言、汇编语言之类的开发语言。电气工程师觉得编程不够优化,PLC可以自行修改,单片机做好之后就是固定的不是专业人士根本无济于事。例如工业生产过程需要增I/O点删I/O点,单片机能行吗?

单片机刷卡模块然后为什么在工业上多用PLC而不是单片机?

PLC它的就是稳定性好,不像我们的消费电子产品,例如手机闪退对我们没损失,大不了重启一下。但是在工业上,你这样时不时闪退企业还不被活活玩死,严重时造成人命都没了。虽然单片机成本低,从整体看单片机的性价比跟PLC比不了的。

其实严格意义上说PLC就是单片机,不信的可以拆开看一下。他们两个不是一个级别的东西,一个是元件级的,一个是模块级的。之所以工业应用上使用PLC而不使用单片机做板子,自己写程序,是因为PLC是专门针对工业应用进行设计的,非常适合工业应用场合,他有几个特点决定了他的适合于工业应用:

1、模块化设计:PLC针对工业应用场合设计了很多模块如IO模块、通信模块、传感器模块等等,一般常用工业应用使用不同的模块组合都能实现要求。

2、梯形图编程语言:做工业设计的很多是电气工程师,他们对电气图纸非常熟悉,而梯形图和电气图非常相似,非常有利于他们学习和设计产品。

3、可靠性高:对于工业应用很多是24小时运行的,对可靠性要求是非常高的,我拆解过西门子的PLC,里边的电子元件选型、PCB设计非常合理,而且做了很多安全防护和冗余。对于一般电子工程师是很难达到这种水平的,做出的产品自然很难达到这种可靠性级别了。

4、开发周期短:只需要根据应用要求选择模块编写程序就行了,他的开发系统生成的代码也是很优化的,一般软件工程师也是写不出这么可靠的代码的,硬件是经过优化和验证的,产品开发周期自然短了。一个可靠的电子产品一般周期都很长,从研发、测试、到现场验证,那个环节不要几个月?

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