plc与单片机控制系统相比有哪些异同

admin · 发表于 2021-12-14 08:38:05

单片机（MCU）和 plc（可编程控制器）这两种控制器是我在平时工作中接触最多的，对这两种控制器件也比较熟悉，今天我来聊聊这两种控制器件之间的区别与联系。

我们先说说单片机吧，要使单片机能复活，首先要满足它以下几个条件，第一个是要给它加电，它就像人要吃饭一样，必须给它提供能量。这个电压大小要根据单片机具体种类来定，比如有的单片机需要5V电压、像51系列的单片机就是这样的；还有的单片机需要3.3V的，甚至还有更低电压的单片机；第二个要给它加一个晶振电路，它的作用是给单片机喊“口号”，在晶振电路的协调下，单片机内部所存储的程序才能行稳致远；第三个是要有复位电路，当单片机“死机”了，或者程序“跑飞”了，我们安装下这个按钮，可以使单片机回到正常轨道上来。

而PLC作为一种工业计算机，它是由各种电子元器件组成的，其中在内部的电路板中就“镶嵌”了一块16位或者32位单片机，所以只要PLC上电，写进程序就可以动起来，我最近正在教学员进行自动流水线安装调试，在整条流水线的控制中就是用一台三菱FX3U-48MR系列PLC作为控制器，它不需要所谓的复位电路和晶振电路，但是在PLC内部的电子电路中所嵌入的单片机就需要上电复位和晶振电路了。

单片机的输入和输出口（I/O）比较单调，况且它的驱动能力也比较弱，一般每个口只有几十微安的输出电流，比如51单片机每个输入输出口只有40微安的电流，在驱动较大负载时只能用“灌电流”的形式去驱动。PLC的I/O口比较丰富，比如它有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出三种，就是晶体管的输出也会有0.5A的电流值，而继电器输出的方式可高达2A的输出电流，并且PLC的输出口各组可以接不同规格的电压，比如继电器输出的PLC第一组输出口可以接直流24V，第二组可以接交流220V交流电，因此它能直接驱动功率比较大的负载，比如交流接触器线圈灯等。

我们所用的单片机它是一种超大规模集成芯片，在这个集成芯片内部分成了几个功能区域，一部分区域只负责各种信号的计算、处理，它类似人类的大脑和军队的司令部；一部分区域负责存储各种信息。PLC也有类似的结构，PLC所具有的这个功能是由单片机来承担的，从这个意义上说，单片机应该是PLC的一部分。

PLC就像久经沙场的年轻战士，在复杂的工业环境中经得起摔打，能够扛得住外面的电磁干扰，比如在PLC的软件和硬件方面都采取了措施，在硬件方面PLC的输入和输出接口都使用了光电隔离措施，使得PLC外部电路与内部电路实现了物理隔离。除此之外，PLC还会采用屏蔽技术，用来防止辐射干扰。在PLC电路中使用了滤波技术，抑制了高频干扰。在软件方面，PLC具有自诊断功能，一旦检测到有异常，它会立马采取措施，防止问题扩大。还有PLC在软件方面也会使用类似单片机程序中的看门狗技术，防止程序跑飞。在一些大型PLC中，有的会采用双中央处理器，这些主要是为了提高PLC的稳定性。

在这方面显然单片机处于甘拜下风的地位，虽然在以单片机为控制核心的电路中，它在软件和硬件方面也会采用各种抗干扰技术，但是从使用实践来看，单片机在抗干扰能力和稳定性方面还是没有PLC强。

虽然PLC内部有单片机，但是从这两者的学习难度来说， plc学习相对比单片机容易些。特别是具有电工基础的朋友来说，学习PLC会容易很多。比如我们学习PLC一个月可以入门，那么学习单片机就需要两个月，甚至三个月才能入门。比如学习51单片机需要一个多月；学习Mps430可能需要两个月；要学习STM32可能就需要三个月了，对于DSP芯片的掌握可能就会更长些。特别是它们所用的编程语言，PLC使用的是梯形图，它直观易懂，虽然有的朋友也会用结构化控制语言、指令表等，但是使用梯形图还是比较多的，单片机一般用C语言比较多一些。

最后一点就是PLC安装要比单片机方便很多，特别是采用模块化的PLC来说更是能满足工业控制的需求了。对于单片机需要焊接与调试，特别是现在的单片机引脚间距特别小，为焊接增加了困难。

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