工业控制为什么用PLC而不用单片机

一、引言

在工业控制领域，控制器的选择对于整个系统的稳定性、可靠性以及运行效率有着至关重要的影响。在众多控制器中，PLC（可编程逻辑控制器）因其独特的优势而被广泛应用于各种工业自动化场景，而单片机则相对较少。本文将详细探讨工业控制中为什么选择PLC而非单片机，并通过分析两者的特点、应用场景以及在实际应用中的优势与不足，为读者提供深入的理解。

二、PLC与单片机的特点概述

PLC的特点

PLC是专为工业控制设计的通用控制器，具有以下显著特点：

稳定性强：PLC采用固定的硬件和实时操作系统，具有非常高的稳定性和可靠性，可以长时间稳定运行，适用于工业生产环境中的长时间工作。

编程简单：PLC编程采用类似于梯形图的编程语言，易于理解和学习，工程师可以快速上手进行编程。

开发周期短：PLC硬件已经封装好，只需要进行编程即可完成控制系统的开发，省去了设计硬件的时间，可以大大缩短项目的开发周期。

易于维护：PLC系统模块化一般，出现问题时可以很快定位到具体故障模块，进行快速维修或更换。

单片机的特点

单片机则是一种集成电路芯片，具有以下几个特点：

灵活性强：单片机可以根据实际需求设计硬件，编写相应的程序，实现更加灵活的控制功能，适用于需要定制化的控制系统。

成本低：单片机的硬件成本相对较低，适用于一些对成本敏感的应用场景。

三、工业控制中PLC相较于单片机的优势

工业环境适应性

工业现场环境复杂，存在粉尘、油污、强电磁干扰等干扰因素。PLC针对这些干扰因素进行了专门的硬件设计，并通过严苛的测试，使其能够在恶劣的工业环境下稳定运行。相比之下，单片机虽然也能适应一定的工业环境，但在稳定性和可靠性方面与PLC相比仍有较大差距。

功能丰富与扩展性

PLC拥有强大的功能模块库，包括计时器、常开、常闭、运动控制、模拟量采集、高速脉冲等指令，可以满足各种复杂的工业控制需求。同时，PLC的功能扩展模块很多，针对不同的需求有不同的模块，且即插即用，非常方便。而单片机则需要根据具体需求进行定制开发，功能相对单一，且扩展性较差。

易用性与开发效率

PLC的编程语言易学易用，工程师可以快速上手进行编程。同时，PLC将指令都封装成功能块，编程时直接调用，大大提高了开发效率。而单片机的编程相对复杂，需要较高的编程技能和时间成本。此外，PLC的备品备件丰富，易于维护和更换，而单片机的备品备件相对较少，维护难度较大。

安全性与可靠性

PLC在安全性方面也表现出色。它采用封闭式的系统架构，具有较高的安全性，可以防止外部恶意攻击和非法操作。同时，PLC的硬件和软件都经过严格的测试和验证，具有较高的可靠性。而单片机的安全性相对较低，容易受到外部攻击和干扰。

成本与效益

虽然单片机的硬件成本相对较低，但在整个工业控制系统中，其综合成本往往高于PLC。因为单片机需要较高的编程技能和时间成本，且维护难度较大，这些都会增加系统的总成本。而PLC虽然硬件成本稍高，但其开发效率高、维护方便、稳定性强等特点，使得整个系统的效益更高。

四、结论

综上所述，工业控制中选择PLC而非单片机的原因主要包括以下几个方面：PLC在工业环境适应性、功能丰富与扩展性、易用性与开发效率、安全性与可靠性以及成本与效益等方面均表现出显著的优势。因此，在工业控制领域中，PLC被广泛应用于各种工业自动化场景，成为工业自动化生产不可或缺的控制设备。当然，单片机也有其独特的优势和应用场景，但在大多数工业控制领域中，PLC仍然是首选的控制方案。