PLC與單片機(jī)技術(shù)選用的有效策略分析

蔣雙燕

【摘要】? ? 單機(jī)片和PLC都是控制系統(tǒng)，他們有著相同之處，也有著不同之處。對(duì)于在設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中如何選擇這兩種控制系統(tǒng)，需要對(duì)兩種控制系統(tǒng)的性能了解，采用實(shí)際設(shè)計(jì)情況分析來(lái)使用單機(jī)片和PLC控制系統(tǒng)。本文在闡述時(shí)主要是根據(jù)PLC與單片機(jī)的異同，使用工程控制系統(tǒng)案例設(shè)計(jì)來(lái)分析如何選擇PLC與單片機(jī)。

【關(guān)鍵詞】? ? PLC? ? 單片機(jī)? ? 選擇策略

一、前言

單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一種，可以使用在很多的控制設(shè)計(jì)中，而且有著價(jià)格低廉和選擇種類多的優(yōu)點(diǎn);使用PLC主要是一種可編程控制器，這種系統(tǒng)的使用需要兩個(gè)方面相結(jié)合，一個(gè)是硬件，另一個(gè)是軟件，只要這兩者相結(jié)合情況下才能夠?qū)崿F(xiàn)控制。使用的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，初學(xué)者容易上手。

二、PLC與單片機(jī)的異同

2.1從結(jié)構(gòu)上分析

1.單片機(jī)。單片機(jī)在書面稱謂中叫做單片微型計(jì)算機(jī)，從這個(gè)名稱中可以看出，單片機(jī)其實(shí)是在形狀上小，功能齊全的微型計(jì)算機(jī)[1]。單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和其它對(duì)計(jì)算機(jī)有著很多相同之處，主要組成部分有著以下方面的內(nèi)容：中央處理單元、輸出設(shè)備、輸入設(shè)備、儲(chǔ)存器、運(yùn)算單元和控制單元組成。2. PLC。PLC只是英文名稱的簡(jiǎn)寫，這種控制系統(tǒng)的漢語(yǔ)全稱是可編程控制器。在可編程控制器中還有著一個(gè)其它名稱，叫做電力線載波。在可編程控制器的硬件組成部分主要有著以下方面，一個(gè)是芯片，另一個(gè)是儲(chǔ)存器，最后一個(gè)是控制接口。從硬件結(jié)構(gòu)來(lái)分析，可編程控制器和單片機(jī)基本上相同。在使用的可編程控制器中除了使用硬件以外，還必須要有相應(yīng)的軟件在支撐，可以這樣講在可編程控制器中，如果只是對(duì)硬件組合沒(méi)有軟件的支持下，可編程控制器沒(méi)有任何的控制功能。要想完成可編程控制器的控制功能，還需要配合相應(yīng)的軟件，在軟件配置完成以后還需要對(duì)軟件調(diào)試，才可以完成控制功能。在可編程控制器中這種產(chǎn)品是一種智能產(chǎn)品，因此在核心的控制部位可以采用單機(jī)片。

2.2從編程內(nèi)部分析

可編程控制器的程序關(guān)鍵在于內(nèi)部有一個(gè)理解程序，這個(gè)理解程序主要是對(duì)梯形圖語(yǔ)言理解，可編程控制器內(nèi)部除了有一個(gè)理解程序以外，還有著一個(gè)和外界交換信息程序。在使用可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制目的中，如果是一些簡(jiǎn)單的運(yùn)用，一般情況下都是采用獨(dú)立的控制器在完成運(yùn)作，這種控制系統(tǒng)是沒(méi)有和外界交換信息功能，只是在內(nèi)部有著一個(gè)能夠理解梯形圖的程序。其實(shí)在對(duì)可編程控制器研究過(guò)程中，主要研究的對(duì)象是開發(fā)出能夠理解梯形圖的語(yǔ)言程序。

在平常使用的單機(jī)片51系列，這種系列也是可以用來(lái)制作可編程控制器，正是有著這種互通功能，在我國(guó)的市場(chǎng)上才能夠買到廉價(jià)的可編程控制器，而且這種廉價(jià)可編程控制器中，如果是使用8位芯片，使該性能更加強(qiáng)大。

三、工程設(shè)計(jì)中對(duì)PLC和單機(jī)片的選擇

3.1 PLC和單機(jī)片特點(diǎn)

單機(jī)片特點(diǎn)：在使用的單機(jī)片有著以下方面特點(diǎn)，性價(jià)比高、低電壓、可選擇型號(hào)多、體積小、低功耗、擴(kuò)展性能好、可控制性能強(qiáng)、集成度高等特點(diǎn)。

可編程控制器特點(diǎn)：開發(fā)成功率高、設(shè)計(jì)容易、抗干擾能力強(qiáng)、開發(fā)周期短、容易安裝、編程簡(jiǎn)單、可靠性高等特點(diǎn)。

3.2具體控制實(shí)例分析

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，同樣使用單機(jī)片方案和可編程控制器方案，使用兩種方案來(lái)分析兩者區(qū)別。

設(shè)計(jì)要求：需要對(duì)8個(gè)指示燈設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中控制要求是，在使用XO接通過(guò)程中，要求全部指示燈亮;如果是使用X1接通時(shí)，要求是在奇數(shù)位置的燈亮;同樣在使用X2接通過(guò)程中，偶數(shù)燈要求全亮;還有一個(gè)要求是在X3接通時(shí)，所有指示燈熄滅。

方案1：使用單機(jī)片設(shè)計(jì)硬件電路;方案2：使用可編程控制器設(shè)計(jì)方案。在上面的兩個(gè)方案中，使用單機(jī)片設(shè)計(jì)方案不管是在對(duì)硬件方面的設(shè)計(jì)，還是對(duì)軟件設(shè)計(jì)，這兩個(gè)方面的都比使用可編程控制器設(shè)計(jì)復(fù)雜。在使用的單機(jī)片設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮I/Q的設(shè)置，數(shù)值之間的傳遞，以及控制關(guān)聯(lián)性，這些都需要花費(fèi)大量精力。而使用可編程控制器可以直接使用I/O，同樣在傳遞方式和關(guān)聯(lián)性要求都不是很高。

3.3選擇

在選擇使用PLC或者是單機(jī)片中，如果是小型工程，使用的重復(fù)性不高，要求控制環(huán)境不高，可靠性不高的情況下，可以選擇使用可編程控制器來(lái)使用，但是這種設(shè)計(jì)相應(yīng)的成本較高。如果是在大型工程中選用，而且是要求配套多功能，應(yīng)該采用單片機(jī)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)有著成本低，效益高的特點(diǎn)。但是也有著相應(yīng)的缺點(diǎn)，要求設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有經(jīng)驗(yàn)豐富，才能夠保證設(shè)計(jì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同樣在一些大型工程，可以采用單機(jī)片和PLC相結(jié)合的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，能夠使兩種的優(yōu)點(diǎn)都發(fā)揮出來(lái)。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，在對(duì)單機(jī)片和可編程控制器的選擇使用過(guò)程中，需要對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)掌握，同時(shí)在設(shè)計(jì)選擇時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇。具體的選擇策略是三種，如果是要求不高的設(shè)計(jì)，可以選擇使用可編程控制器，如果是要求較高工程，可以使用單機(jī)片設(shè)計(jì)，大型工程主要是采用兩者相結(jié)合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)兩者優(yōu)點(diǎn)都使用的目的。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]吳璇.淺談PLC與單片機(jī)技術(shù)的選用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2019，15（07）：265-266.