Was ist der Unterschied zwischen Mikrocontroller und SPS?

Unterschied: 1. Die Entwicklungskosten des Mikrocontrollers sind niedrig, aber die Entwicklung ist mühsam, während die Entwicklungskosten der SPS hoch sind, aber der Entwicklungszyklus kurz ist, die Ergebnisse schnell sind und die Zuverlässigkeit hoch ist. 2. SPS weist ein gewisses Maß an Austauschbarkeit und garantierter Qualität auf, und Programmiersoftware geht in Richtung Standardisierung, während Mikrocontroller-Anwendungssysteme stark unterschiedliche Funktionen und ungleiche Qualität aufweisen, was das Erlernen, Verwenden und Warten erschwert. 3. Die Programmiersprache des Mikrocontrollers ist C oder Assembler, oder es wird eine eigene Programmiersprache für die SPS verwendet, z. B. Kontaktplansprache, Befehlslistensprache, Funktionsmoduldiagrammsprache und strukturierter Text Sprache.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Ein Single-Chip-Mikrocomputer ist, wie der Name schon sagt, ein in einen Chip integriertes Computersystem. Er wird auch Single-Chip-Mikrocontroller, englisch: mcu, genannt und verfügt über alle Funktionen eines Computers. PLC ist die Abkürzung für Programmable Logic Controller auf Englisch und bedeutet programmierbare Logiksteuerung. PLC ist ein elektronisches System für den digitalen Betrieb und wird häufig in der industriellen Steuerung verwendet. Was ist also der Unterschied zwischen den beiden? Schauen wir uns unten um.

SPS

SPS (Programmable Logic Controller) ist eine programmierbare Logiksteuerung, ein elektronisches Gerät, das für den digitalen Betrieb in der industriellen Produktion entwickelt wurde. Es verwendet eine Art programmierbaren Speicher, um Programme intern zu speichern und benutzerorientierte Anweisungen auszuführen logische Operationen, Ablaufsteuerung, Zeit-, Zähl- und Rechenoperationen sowie die Steuerung verschiedener Arten von Maschinen oder Produktionsprozessen über digitale oder analoge Ein-/Ausgaben. Es ist der Kernbestandteil der industriellen Steuerung.

PLC

MCU

MCU (Mikrocontroller) ist ein integrierter Schaltkreischip, der die Technologie der sehr großen integrierten Schaltkreise verwendet, um die Zentraleinheit CPU, den Direktzugriffsspeicher RAM, den Nur-Lese-Speicher ROM usw. zu kombinieren Viele I/O-Ports, Interrupt-Systeme, Timer/Zähler und andere Funktionen (zu denen auch Anzeigetreiberschaltungen, Pulsweitenmodulationsschaltungen, analoge Multiplexer, A/D-Wandler und andere Schaltungen gehören können) sind in einem kleinen Siliziumchip integriert komplettes Mikrocomputersystem, das in verschiedenen Bereichen weit verbreitet ist.

Wie Mobiltelefone, Automobilelektronik, industrielle Schrittmotoren, Roboterarmsteuerung usw. sind Mikrocontroller zu sehen. Die Merkmale von Einzelchip-Mikrocomputern sind, dass die Programmierung und Wartung relativ kompliziert ist. Für die Programmierung wird häufig die Sprache C oder Assembler verwendet. Die Kosten sind niedrig und die E/A-Schnittstelle ist relativ begrenzt.

MCU

Der Unterschied zwischen MCU und SPS

1. SPS ist ein Produkt, das auf einer MCU basiert, einem programmierbaren integrierten Chip.

2. SPS eignet sich besser für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen und ist relativ stabil, während die Arbeitsumgebung von Mikrocontrollern höher ist.

3. Die Preise sind unterschiedlich. Die Entwicklungskosten für einen Einzelchip-Mikrocomputer sind gering und liegen zwischen einem Dutzend und mehreren Dutzend Yuan pro Einzelchip-Mikrocomputer, die Entwicklung ist jedoch mühsam. Der Preis einer SPS beträgt Hunderte, Tausende oder Zehntausende, aber der Entwicklungszyklus ist kurz, die Ergebnisse sind schnell und die Zuverlässigkeit ist hoch.

4. Die SPS weist ein gewisses Maß an Austauschbarkeit auf, die Qualität ist garantiert und die Programmiersoftware geht in Richtung Standardisierung. Die Funktionen von Einzelchip-Mikrocomputer-Anwendungssystemen variieren jedoch stark und die Qualität ist ungleichmäßig, was das Erlernen, Verwenden und Warten erschwert.

5. Die Programmiersprache des Mikrocontrollers ist C-Sprache oder Assemblersprache oder eine eigene Programmiersprache (z. B. die ASM-Sprache des 51-Mikrocontrollers). Zu den Programmiersprachen der SPS gehören: Ladder Diagram Language (LD), Instruction List Language (IL), Function Block Diagram Language (FBD), Sequential Function Flowchart Language (SFC) und Structured Text Language (ST).

6. SPS ist ein relativ ausgereiftes Steuerungssystem, das aus einem Einzelchip-Mikrocomputer besteht. Es ist ein Produkt eines ausgereiften und stabilen Einzelchip-Mikrocomputer-Anwendungssystems, das debuggt ist und eine große Vielseitigkeit aufweist. Mikrocontroller können eine Vielzahl von Anwendungssystemen bilden und ein breiteres Einsatzspektrum haben. Bei einem „Single-Chip-Mikrocomputer“ handelt es sich lediglich um einen integrierten Schaltkreis, der vor der Nutzung mit anderen Komponenten und Software zu einem System kombiniert werden muss.

7. Bei großvolumigen Unterstützungsprojekten hat der Einsatz von Einzelchip-Mikrocomputersystemen die Vorteile niedriger Kosten und hoher Effizienz, aber dies erfordert beträchtliche Forschungs- und Entwicklungsstärke und Branchenerfahrung, um einen stabilen und zuverlässigen Betrieb des Systems zu gewährleisten. Der beste Weg besteht darin, die Funktionen der SPS in das Einzelchip-Mikrocomputersystem einzubetten, wodurch die Entwicklungszeit des Einzelchip-Mikrocomputersystems erheblich vereinfacht, die Leistung sichergestellt und Vorteile sichergestellt werden können.

Eigenschaften der SPS

SPS verwendet häufig Kontaktplandiagramme anstelle von Computersprachen, was bestimmte Vorteile für die Programmierung mit sich bringt. Sie können sich das Kontaktplandiagramm als eine Programmiersprache vorstellen, genau wie Assembler und andere Taschenrechnersprachen, jedoch mit einem anderen Anwendungsbereich. Und der übliche Ansatz besteht darin, dass die SPS-Software Ihr Kontaktplan in C oder Assembler konvertiert (abhängig von der von der SPS verwendeten CPU) und es dann mithilfe des Assembler- oder C-Kompilierungssystems in Maschinencode kompiliert. Die SPS führt nur Maschinencode aus und das Kontaktplandiagramm erleichtert den Benutzern nur die Verwendung.

Wie bereits erwähnt, kann der MCS-51-Mikrocontroller auch für die SPS-Produktion verwendet werden, aber die 8-Bit-CPU wird in einigen fortgeschrittenen Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel: große Mengen an Berechnungen (einschließlich Gleitkommaberechnungen), eingebettete Systeme (jetzt auch UCOS). auf MCS-51 transplantiert) usw., nur ein wenig unfähig, das zu tun, was Sie wollen. Das Hinzufügen von DSP kann jedoch bereits die allgemeinen Anforderungen erfüllen und auch die Kontaktplanprogrammierung verwenden. Wir können das Kontaktplandiagramm in C51 konvertieren und dann KEILs C51 zur Kompilierung verwenden. Es ist nicht schwer festzustellen, dass verschiedene SPS-Modelle unterschiedliche CPUs verwenden. Tatsächlich zeigt es auch, dass es sich bei SPS um eine Reihe vorgefertigter Mikrocontrollersysteme handelt.

So gesehen ist die SPS eigentlich kein Geheimnis. Viele SPS sind nicht nur schnell, sondern haben auch andere Funktionen als gewöhnliche Mikrocontroller. Normalerweise verwendet die SPS eine 16-Bit- oder 32-Bit-CPU mit 1 oder 2 seriellen Kanälen, um mit der Außenwelt zu kommunizieren. Wenn Sie die Zuverlässigkeit verbessern möchten, fügen Sie einen Watchdog-Timer hinzu, um das Problem zu lösen.

Darüber hinaus besteht die Schlüsseltechnologie der SPS darin, dass sie über ein Programm verfügt, das die Kontaktplansprache interpretieren kann, und über ein intern verfestigtes Hilfskommunikationsprogramm. Die Effizienz des Kontaktplanspracheninterpreters bestimmt die Leistung der SPS, und das Kommunikationsprogramm bestimmt die Informationsaustausch zwischen der SPS und der Außenwelt schwierig. Für einfache Anwendungen arbeitet es normalerweise als unabhängiger Controller, ohne Informationen mit der Außenwelt auszutauschen. Es muss lediglich ein internes Programm vorhanden sein, das die Kontaktplansprache interpretieren kann.

Tatsächlich besteht die Hauptaufgabe beim Entwurf einer SPS darin, ein Programm zu entwickeln, das die Kontaktplansprache interpretiert. Heutige Mikrocontroller können SPSen vollständig ersetzen. Der bisherige Einzelchip-Mikrocomputer war aufgrund seiner geringen Stabilität und seiner Fähigkeit zur Vermeidung elektromagnetischer Störungen nicht mit der SPS zu vergleichen. Jetzt hat der Einzelchip-Mikrocomputer eine hohe Stabilität und eine starke Fähigkeit zur Vermeidung von Störungen erreicht und wurde in einigen Bereichen ersetzt.

Kann ein Mikrocontroller eine SPS ersetzen?

Manche Leute sagen, dass dies eine Pseudofrage ist. Mikrocontroller sind Komponenten, und SPS sind Systeme, die aus Komponenten und riesiger Software bestehen. In dieser Hinsicht gibt es keinen Vergleich – die meisten SPS-Steuerungschips sind tatsächlich Mikrocontroller , PLC kann als sekundäre Entwicklung eines Single-Chip-Mikrocomputers angesehen werden. Allein hinsichtlich des industriellen Schutzniveaus können die Stabilität und Zuverlässigkeit von Mikrocontrollern nicht mit IP67-Produkten wie SPS verglichen werden (IP ist ein markierter Buchstabe, die erste markierte Zahl gibt den Grad des Kontaktschutzes und des Fremdkörperschutzes an, die zweite markierte Zahl gibt an). wasserdichter Schutzgrad). Darüber hinaus wurde ein redundantes System für die SPS entwickelt, ein Produkt, das rauen Industrieumgebungen standhält.

I/O-Funktion

Die I/O-Punkte des Mikrocontrollers sind wirklich begrenzt, aber was ist mit der SPS? Für unterschiedliche Feldsignale gibt es entsprechende I/O-Punkte, die direkt an industrielle Feldgeräte (wie Taster, Schalter, Strommessgeber, Motorstarter oder Steuerventile usw.) angeschlossen und über die mit der CPU-Hauptplatine verbunden werden können Bus verbinden. Fast jede Produktionslinie in der Branche verfügt über Hunderte oder sogar Tausende von E/A-Punkten, die von Mikrocontrollern völlig unerreicht sind.

Entwicklungszyklus

Es gibt mehr als 200 SPS-Marken. Fast jede Marke verfügt über unterschiedliche Programmiersoftware, und sie verbessern ihre Programmiersoftware ständig, um die Bedienung verschiedener Programmblöcke zu erleichtern Es ist benutzerfreundlicher und kann nach Belieben aufgerufen werden, z. B. PID-Module, Bewegungssteuerungsmodule usw., was den Entwicklungsdruck der Ingenieure erheblich verringert und den Entwicklungszyklus verkürzt.

Wie implementiert man den Mikrocontroller? Wenn keine vorgefertigten Module zur Verfügung stehen, können Sie diese nur entwickeln. Dann stehen Ingenieure, die an nicht standardmäßigen Automatisierungsgeräten gearbeitet haben, vor dem Problem einer unzureichenden Bauzeit. SPS, ein hochintegriertes und modulares Produkt, hat einen sehr begrenzten Entwicklungszyklus, um die Anforderungen der Ausrüstung zu erfüllen, ganz zu schweigen von einem Einzelchip-Mikrocomputer, der wie ein leeres Blatt Papier ist.

Kommunikationsentfernung

Die meisten Montagelinien müssen jetzt überregional integriert und überwacht werden. Die verwendeten Kommunikationsmethoden sind am Ende wahrscheinlich die Einer davon ist der IE-Browser von Microsoft. Selbst wenn das Hauptgehäuse nicht über einen RJ-45 verfügt, kann die Platine mit dem Mikrocontroller ausgestattet werden mit dieser Schnittstelle und dann Ethernet-Kommunikation entwickeln? Wie lange dauert die Entwicklung?

Programmiersprache

Das ist ein Vorteil und ein Nachteil für Mikrocontroller. Wie oben erwähnt, gibt es mehr als 200 SPS-Marken und noch mehr Programmiersoftware. Obwohl die Programmiersprachen der meisten SPS ähnlich sind, müssen Elektroingenieure jedes Mal lernen, wenn sie mit einer SPS einer anderen Marke in Kontakt kommen Die Hardwareparameter, Softkomponenten, Programmiersoftware und andere Aspekte der SPS müssen von Grund auf erlernt werden, bevor Sie sie problemlos verwenden können. Die Programmiersprache des Mikrocontrollers ist die C-Sprache oder Assemblersprache, die jedem Mikrocontroller gemeinsam ist. Mit anderen Worten: Wenn Sie die Sprache C oder Assembler lernen, können Sie jeden Mikrocontroller verwenden, um die gewünschten Funktionen zu entwickeln (vorausgesetzt, Sie verfügen über entsprechende elektrische und elektronische Grundlagen).

Aber andererseits sind Elektroingenieure keine Elektronikingenieure. Ihre Aufgabe besteht nicht nur darin, darüber nachzudenken, wie der Mikrocontroller das Relais ansteuert, um die Werkzeugmaschine zu steuern. Einige Elektroingenieure beherrschen nicht einmal MCU-Entwicklungssprachen wie C-Sprache und Assembler Sprache. In den letzten Jahren, mit der Förderung des IEC-61131-3-Standards, unterstützen immer mehr SPS mehrere Programmiersprachen, wie z. B. die ST-Sprache, die der C-Sprache ähnelt, und die CFC-Sprache, die Schaltplänen ähnelt. Diese praktische Funktion ist in der herkömmlichen Mikrocontroller-Entwicklungsumgebung wirklich nicht zu erreichen.

Im Bereich der industriellen Steuerung hat die SPS einen absoluten Vorteil. Ausgehend von der aktuellen Situation (Funktion, Stabilität, Benutzerfreundlichkeit, Programmierung und Wartung von Single-Chip-Computern usw.) wird dies für Single-Chip-Computer unmöglich sein SPS zu ersetzen, oder die Frist drängt. Endlos schwierige Aufgaben.

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