微控制器與PLC，哪個更適用於你的工廠？

摘要

單板計算機和微控制器，為自動化應用程序提供了更多的機會, 但它們可能不是關鍵生產應用的最佳選擇。

各種微型控制器出現以後發展迅速，並且沒有減弱的跡象。這些設備提供了許多功能，以及具有成本效益的整個生態系統配件。因此，對這些產品感興趣的人群，已經從小型的自動化企業和機器人製造商那裡，轉移到那些正在考慮將其用於製造業中的技術領域。

工程師尋求解決一般的工業自動化問題時，傳統方法是使用可編程邏輯控制器 (PLC)。而考慮到不同應用的特殊因素，有些工程師也可能會考慮使用微控制器。

在DIY 的電子行業領域中，微控制器、現場可編程門陣列板和單板計算機所產生的開源板級產品，具有不同的功能和使用限制條件。本文所涉及的內容可以歸類到微控制器中。同理，PLC 和其它工業控制器，儘管具有很高的一致性，但並不是適用於每個類型和製造商。

例如，工程師可能正在考慮一個小型的自動化任務，涉及兩、三個感測器，一個執行器用於輸出，還有一個報告功能用於較大的控制系統。它需要一個基本程序來使其運行。

PLC 在工業自動化應用領域成為主力已經有數十年的歷史了。

對於這樣的簡單應用來說，採用廉價的小型開源板級微控制器，可能會是一種很好的選擇。關於輸入/ 輸出(I/O) 的兼容性，需要考慮預期的微控制器是能否提供所需的I/O。找到具有合適數量的離散和模擬微控制器並不難，但它們可能不是正確的選擇。

有些轉換比較容易實現，比如將4-20 mA電流迴路轉換為0-5 伏電壓迴路。另一些轉換起來則比較困難，例如使用脈衝寬度調製的模擬輸出，對於微控制器來說比較常見。市面上有一些標準的信號轉換器可用，但它們會增加整體成本。如果工程師堅持自己完整的DIY 體驗，可能會嘗試在內部創建轉換器，但這可能需要更長的開發時間。

PLC 旨在與工業感測器協同工作，並有眾多的I/O 模塊可供選擇，所以應該只需要很少、甚至不需要外部轉換器。直接連接到PLC 或I/O模塊將變得更容易，因為它們就是專門為此設計的。為相關I/O 點提供的內置隔離功能，可以確保為設備和電路提供較高程度的保護。最終用戶也許也可以實現類似的功能，但這需要額外的知識並會增加系統的複雜性。

由於微控制器可能會是一個裸板，配置了用於連接的管腳，因此將其封裝在機殼內是一個很好的措施。但最終用戶必須提供電源並創建終端，以連接外部設備。

微控制器是裸機設備，需要考慮的其它因素包括：缺少操作系統軟體常式、應用程序和軟體管理功能；軟體和硬體看門狗功能；數據驗證和安全模式；環境因素，比如衝擊和振動、電磁雜訊、腐蝕、溫度範圍、以及相關測試；通用或品牌板；較長的壽期和遷徙路徑；技術支持；以及可靠性和安全性。

本文來自於《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2018年6月刊《封面故事》欄目，原標題為：微控制器與PLC，哪個更適用於你的工廠？

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