為什麼每個人都在工業環境中使用PLC,而不是基於微控制器的解決方案?
對於更長的任務,PLC程序與微控制器程序一樣複雜。
基於微控制器的解決方案可能更具可定制性,並且價格更低。
為什麼每個人都在工業環境中使用PLC,而不是基於微控制器的解決方案?
對於更長的任務,PLC程序與微控制器程序一樣複雜。
基於微控制器的解決方案可能更具可定制性,並且價格更低。
PLC的較高成本被(或應該)提交的測試(通常在惡劣的環境中)抵消。您可以設計定制的微控制器系統嗎?是的,但是您可能需要對其進行認證。
當您的大型工廠設備齊全時,可定制性並不是真正的主要問題;實際上,您想要相反的事情,您希望東西盡可能地標準化。
此外,除了供應商特定的功能外,梯形邏輯已經非常標準化了,這使得PLC之間的調試/移植軟件比在不同的微控制器之間移植更容易。
我認為主要因素是人。可以設計微控制器來運行工廠的工程師正在忙於批量生產小型設備。使用名牌PLC的工程師使用標準軟件包,他們不必處理較低級別的編程,他們遇到的大多數其他問題已經使用該硬件解決了(常見的設備,IO問題,PID)。另外,工程師是可以互換的,具有良好的規範或代碼註釋,當您需要更改代碼時,不需要在此處構建系統的工程師。
這也有點像詢問為什麼有人要購買一台可以自己建造的PC。
環境問題(物理,電氣隔離,EMI等)是一個巨大的問題,已經被其他答案所涵蓋。
您還需要考慮PLC如何為您提供確定性的環境。它們是眾所周知的,自1970年代就已經存在。
您知道每個梯級要花費多長時間,並且可以根據已知的輸入參數來保證行為。使用純微控制器編程,可能很難弄清楚確切的功能變化將如何影響程序的整體功能。
梯形邏輯很容易理解,可以為機器控制編程。我們讓電工對它們進行編程,而無需工程學的任何參與。他們可以輕鬆地自行對線路的電氣系統進行故障排除並進行適當的維修。他們還可以編寫自己的程序,並對現有程序進行修改。調試環境的方式(我的意思是WAY)比嵌入式微控制器通常可以完成的方式要好。
您知道有一些PLC的價格在$ 100 /每個以下範圍:CLICK®系列可編程邏輯控制器(PLC)(可堆疊的微型磚),而價格在$ 500以下
有些模塊基本上是工業化的“微控制器”軟件包。例如,大多數PID溫度控制器都可以這麼認為。
說了這麼多,您就可以開始看到行業中具有實時OS的計算機直接負責控制任務和機器控制的情況。隨著網絡IO的增長,這種情況將繼續增長。
並不是每個與PLC合作的人都是電子專家。
我開始做PLC時只是一個純流程專家。我無法使用萬用表,沒有真正了解電壓和電流之間的差異。我曾經在大學課堂上學過C,但是僅此而已。
高級語言非常豐富。經過兩週的培訓,我基本上可以學習PLC的整個指令集,這足以進行基本的PLC編程。我從不需要擔心庫,I / O處理,內存分配,任何這些事情。
並且如之前提到的安全應用程序所述。我不相信任何人聲稱擁有SIL-3等級的自製微控制器。
考慮最終用戶:對於具有較淺EE背景的人,PLC更友好。易於使用,易於維護,加上PLC,可提供一些頂級的工廠自動化控制。考慮一個需要10,000種不同功能的大型工廠,您無法全部構建它們,與使用COTS(廉價)相比,時間/成本是巨大的。
如果您是真正的EE,請不要從事這樣的工作,這是一項無聊的,低技術的工作。 EE的真正工作是使用MCU創建PLC盒子供其他人玩耍。
尚未提及的另一個因素是,一些PLC供應商投入了大量精力,證明即使在各種類型的不利條件下(即使存在可能使正常情況發生的不利條件),也可以依靠其係統來達到指定的性能如果無法執行此操作,則可能會依靠該設備觸發故障輸出或使其他輸出進入故障安全狀態)。儘管有可能對許多類型的微控制器進行編程以提供這樣的魯棒性,即使存在毛刺,毛刺也可能在操作期間翻轉一個或多個寄存器位(例如,通過使用不同的公式執行冗餘計算,從而需要極高的巧合性)以產生一致結果的方式乾擾兩組計算)相對於軟件實際執行的複雜性,編寫和驗證此類軟件所需的工作將是巨大的。使用具有這種安全功能的PLC容易得多。
根據我的經驗,我已經看到了工業環境中使用的微控制器和PLC。
決定因素是“誰將在調試設備後支持/維護/修改設備?”
在工業環境中,花在閱讀(請參閱故障查找)代碼上的時間要多於編寫代碼的時間。這並不意味著您試圖在代碼中查找問題,而是在使用代碼來幫助診斷現場問題。經常需要進行此類故障查找的人員是電工,與閱讀文本格式的代碼相比,電工更容易閱讀電氣原理圖(因此,圖形類型的“編程語言”,例如梯形邏輯很流行)。在較大的站點中,有了專門的自動化工程師,這變得不再那麼重要了。
與上述內容密切相關的是特定解決方案的歷史慣性問題。人員的技術背景和對硬件/供應商的先前經驗導致對項目的先決條件通常是圍繞以下主題組織的:“(我們已經使用了供應商X,並且有備用零件-將來實現的任何東西都需要使用X-YZ “)。
在過去幾年中,與之相關的另一個問題是“該設備如何與我的其他設備/工廠/站點/公司進行通信”。通常,這對於PLC而言是預先解決的,而對於小批量微控制器解決方案則更是一個問題。供應商項目,並得到供應商的支持)。原因通常與執行速度有關,或者與需要非常緊密地放置硬件和代碼有關(沒有通信延遲的可能性,也不需要將關鍵過程與其他無關的代碼分開)
微控制器是設備,PLC是設備。如果您是個業餘愛好者或生產批量產品,請“末端使用”微控制器。對於定制的工業解決方案,PLC是唯一的選擇。
他們都可以實現相同的目標。儘管微控制器驅動的系統可能更便宜,但是用C代碼編程是一項艱鉅的任務。要精通C語言,需要進行大量培訓。
話雖這麼說,但我工作的領域是使用MCU與C ++程序進行通信,以跟踪和調節大型整流器充電電路的電流和電壓。用於工業電池(200+ AH電池)。大約有100個整流器。使用STD控制器和中繼卡查找舊的AD-DA幾乎是不可能的。一旦這些板變壞就可以了。
這就是為什麼我們目前正在將所有板升級到緊湊型PLC或控制logix系列的allen bradley系列。它們貴嗎?是。僱用懂C ++的程序員是否昂貴?是。使用RS Linx / Logix,可以為公司做好所有準備工作的幾個人可以使用該軟件編寫/編輯程序。再加上大量的支持和擴展,使用PLC可以更快,更具成本效益。
另一個值得一提的因素是產品生命週期。通常,對PLC的支持可以使用很多年。我仍在支持1985年和1987年的某些Texas Instruments PLC。它們的結構精良且非常可靠。在此階段,可從工業維修中心或eBay上獲得備件,價格昂貴。 >
我喜歡上面的答案,並認為我也應該參加。 PLC與微控制器也與規模和成本有關。例如,您可以非常快速地用PLC對洗衣機進行編程。但是,您的洗衣機的成本是抵消PLC價格的三倍。因此,您需要設計一個具有單個程序的微控制器,該微控制器可以復制100,000次。這樣做的工程成本很高,但是其成本卻非常低,超過100,000單位,並且設備的最終成本很低。
或者,您也可以在微控制器中對整個電廠進行編程。但是,(連同上面的許多答案),您可能會花20倍的時間來編程它,而花20倍的時間來調試它-較低的硬件成本是的,但是工程師很昂貴,尤其是好的工程師。或者,您可以使用硬件成本較高的PLC,但是對其進行編程的時間要少得多,從而可以降低工程成本。
還要注意,我不想成為必須將BACnet,Modbus,CIP和以太網HMI驅動程序編程為微控制器的人。 Plc可以通過添加一些額外的卡並進行幾個小時的配置來做到這一點。
在其他出色的答案中,一個詞就是:標準化。
標準硬件,標准通信,標准開發IDE,標準語言。
不同的品牌確實提供了不同的口味,但是通常,一旦您了解了一個PLC品牌,切換品牌就更多是許可負擔,而不是技術負擔。
對於編程和電氣參數的標準,適合使用PLC而不是微控制器。
在處理產品(尤其是低功率和小尺寸產品)(例如用於汽車和汽車的產品)時,請使用微處理器醫療用途。
但是,當您處理諸如徽章,切割等機器時,可以輕鬆使用PLC。
此外,PLC是嵌入式芯片的標準化應用。
plc的編程語言非常簡單易用,與單片機相比,plc中使用的擴展端口也更多,主要是“在單片機中,如果任何引腳損壞,則更難進行故障排除”這些都是工業將使用plc代替微控制器的原因。還有其他一些原因,但這是工業面臨的主要問題
這些年來,我已經構建並使用了PLC。我建議這是一個市場融合,類似WiFi PLC的微型控制器現在售價49美元,像烤餅一樣銷售。
PLC製造商正在感受到價格壓力。
更新的具有成本效益的PLCS,例如Siemens Logo也許更適合簡單的應用程序。
剛上市的是使用Arduino而不是梯形邏輯的PLC。那裡有很多錢。搜索PLC的kickstarter
-馬丁
簡單的答案是始終使用PLC。 。 。 。 但是,如果僅由於成本,大小或應用程序複雜性等因素導致PLC不可行,那麼我們就應該選擇微控制器,因為PLC更堅固耐用,這意味著工業環境(意味著涉及大量機械振動,高溫,粉塵),電氣尖峰等),其經過了可靠性測試,它使用標準的編程方法,使技能較低的工程師可以進行更改等。