マイコンとPLCの違いは何ですか

違い: 1. マイコンは開発コストが安いが開発が面倒であるのに対し、PLCは開発コストが高いが開発サイクルが短く、結果が早く、信頼性が高い高い。 2. PLCはある程度の互換性があり、品質が保証されており、プログラミングソフトウェアは標準化が進んでいますが、マイコン応用システムは機能が多岐にわたり品質にばらつきがあり、学習、使用、保守が困難です。 3. マイコンのプログラミング言語は C またはアセンブリ言語、または独自のプログラミング言語が使用されます; ラダー図言語、命令リスト言語、機能モジュール図言語、構造化テキストなど、PLC 用のプログラミング言語は多数あります言語。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

シングルチップマイコンとは、その名の通り、コンピュータのすべての機能を1つのチップに集積したコンピュータシステムで、シングルチップマイクロコントローラ、英語: mcuとも呼ばれます。 PLCとは、英語でProgrammable Logic Controllerの略で、プログラマブル・ロジック・コントローラーと訳され、デジタル演算を行う電子システムであり、産業用制御に広く使用されています。それでは、この 2 つの違いは何でしょうか?以下を見てみましょう。

PLC

PLC (プログラマブル ロジック コントローラー) は、プログラマブル ロジック コントローラーであり、工業生産用に特別に設計されたデジタル操作用の電子デバイスです。プログラムを内部に保存し、論理演算、シーケンス制御、タイミング、計数、算術演算などのユーザー指向の命令を実行し、デジタルまたはアナログの入出力を介してさまざまな種類の機械や生産プロセスを制御するために使用されます。産業制御の中核部分です。

PLC

シングルチップ マイクロコンピュータ

シングルチップ マイクロコンピュータ (マイクロコントローラ) は、非常に多くの機能を使用する集積回路チップです。大規模集積回路技術 データ処理機能を備えた中央処理装置 CPU、ランダム アクセス メモリ RAM、読み取り専用メモリ ROM、さまざまな I/O ポートおよび割り込みシステム、タイマ/カウンタおよびその他の機能 (ディスプレイ駆動回路を含む場合もある) を統合します。 、パルス幅変調回路、アナログマルチプレクサ、A/Dコンバータなどの回路）をシリコンチップ上に集積し、小型ながら完全なマイクロコンピュータシステムを形成し、さまざまな分野で広く使用されています。

携帯電話、自動車エレクトロニクス、産業用ステッピングモーター、ロボットアーム制御など、マイクロコントローラーはすべて見ることができます。シングルチップマイコンの特徴は、プログラミングやメンテナンスが比較的複雑で、プログラミングにはC言語やアセンブリ言語がよく使われ、コストが安く、入出力インターフェースが比較的限定されていることが挙げられます。

MCU

MCU と PLC の違い

1. PLC は MCU 上に構築されています製品では、マイクロコントローラーはプログラム可能な統合チップです。

2. PLC は過酷な産業環境での使用に適しており、比較的安定していますが、マイクロコントローラーの動作環境はより高いです。

3. 価格が異なります。シングルチップマイコンの開発コストは1チップあたり数十元から数十元と低いが、開発には手間がかかる。 PLCの価格は数百、数千、数万と高価ですが、開発サイクルが短く、結果が早く、信頼性が高いです。

4. PLCはある程度の互換性があり、品質も保証されており、プログラミングソフトも標準化が進んでいます。しかし、シングルチップマイコン応用システムの機能は多岐にわたり、品質もばらつきがあるため、習得、使用、保守が困難です。

5. マイコンのプログラミング言語は、C言語やアセンブリ言語、あるいは独自のプログラミング言語(51マイコンのASM言語など)です。 PLCのプログラミング言語には、ラダーダイアグラム言語(LD)、命令リスト言語(IL)、ファンクションブロックダイアグラム言語(FBD)、シーケンシャルファンクションフローチャート言語(SFC)、およびストラクチャードテキスト言語(ST)が含まれます。

6. PLC は、シングルチップ マイコンで構成される比較的成熟した制御システムであり、デバッグ済みで高い汎用性を備えた成熟した安定したシングルチップ マイコン アプリケーション システムの製品です。マイクロコントローラーはさまざまなアプリケーション システムを形成でき、幅広い用途に使用できます。 「シングルチップマイコン」に関しては、それは単なる集積回路であり、使用する前に他のコンポーネントやソフトウェアと組み合わせてシステムを形成する必要があります。

7. 大規模なサポートプロジェクトの場合、シングルチップマイコンシステムの使用には、低コストと高効率という利点がありますが、システムを安定して確実に動作させるには、かなりの研究開発力と業界の経験が必要です。 。最良の方法は、PLC の機能をシングルチップ マイコン システムに組み込むことです。これにより、シングルチップ マイコン システムの開発時間が大幅に簡略化され、性能が確保され、メリットが確実に得られます。

PLC の特徴

PLC は、コンピュータ言語の代わりにラダー図を広く使用しており、プログラミングに一定の利点があります。ラダー図は、アセンブリ言語や他の計算言語と同じようにプログラミング言語と考えることができますが、使用範囲が異なります。そして、通常のアプローチは、PLC ソフトウェアがラダー図を C またはアセンブリ言語 (PLC が使用する CPU によって決定される) に変換し、アセンブリまたは C コンパイル システムを使用してマシンコードにコンパイルすることです。 PLC はマシンコードを実行するだけであり、ラダー図はユーザーが使いやすくするだけです。

前述したように、MCS-51 マイクロコントローラーは PLC 製造にも使用できますが、8 ビット CPU は、大量の計算 (浮動小数点計算を含む)、組み込みシステム (現在は UCOS) などの高度なアプリケーションでも使用できます。 MCS-51にも移植可能）など、ちょっとやりたいことができないだけです。ただし、DSP を追加することで一般的な要件はすでに満たされており、ラダー図プログラミングも使用できるため、ラダー図を C51 に変換し、コンパイルに KEIL の C51 を使用できます。 PLC のモデルごとに異なる CPU が使用されることは難しくありませんが、実際、PLC が既製のマイクロコントローラー システムのセットであることもわかります。

こうしてみると、PLC は実は不思議ではなく、非常にシンプルな PLC が多く、高速であることに加えて、内部の CPU には通常のマイコンとは異なる機能が備わっています。通常、PLC は 16 ビットまたは 32 ビットの CPU を使用し、外部と通信するために 1 つまたは 2 つのシリアル チャネルを備えています。内部タイマーのみが必要です。信頼性を向上させたい場合は、ウォッチドッグ タイマーを追加して問題を解決します。

また、PLCのキーテクノロジーは、ラダー言語を解釈するプログラムと通信補助プログラムを内部に固めていることであり、ラダー言語インタプリタの効率がPLCの性能を左右し、通信プログラムは PLC と外部との情報交換の難しさを決定します。単純なアプリケーションの場合は、外部との情報交換を行わずに独立したコントローラとして動作することが多く、内部にラダー図言語を解釈できるプログラムがあれば十分です。

実際、PLC 設計の主なタスクは、ラダー図言語を解釈するプログラムを開発することです。今日のマイクロコントローラーは PLC を完全に置き換えることができます。以前のシングルチップマイコンは、安定性と耐電磁妨害能力が弱く、PLCに匹敵しませんでしたが、現在では、シングルチップマイコンが高い安定性と強力な耐妨害能力を実現し、一部の分野で置き換えられています。

#マイクロコントローラーは PLC の代わりに使用できますか?

これは疑似的な質問だと言う人もいますが、マイクロコントローラーはコンポーネントであり、PLC はコンポーネントと巨大なソフトウェアで構成されるシステムです。この点では、両者の間に比較可能性はありません - ほとんどの PLC制御チップは実際にはシングルチップマイコンです。つまり、PLC はシングルチップマイコンの二次発展と見なすことができます。産業用保護レベルだけで言えば、マイクロコントローラーの安定性と信頼性は、PLC などの IP67 製品とは比較できません (IP はマーク付きの文字で、最初のマーク付きの数字は接触保護と異物保護のレベルを示し、2 番目のマーク付きの数字は保護レベルを示します)防水保護レベル）。また、PLCについては冗長化システムを開発し、過酷な産業環境に対応できる製品を開発しました。

I/O機能

マイコンのI/O点数は非常に限られていますが、PLCではどうでしょうか？さまざまなフィールド信号に対応する I/O ポイントがあり、産業用フィールド デバイス (ボタン、スイッチ、電流検出トランスミッター、モーター スターター、制御バルブなど) に直接接続したり、CPU マザーボードに接続したりできます。バスに接続します。業界のほぼすべての生産ラインには数百、場合によっては数千の I/O ポイントがあり、マイクロコントローラーにはまったく匹敵しません。

開発サイクル

PLC には 200 以上のブランドがあります。ほぼすべてのブランドが異なるプログラミング ソフトウェアを持っており、提供できるようにするためにプログラミング ソフトウェアを常に改良しています。電気エンジニアはますます簡単になり、PID モジュールやモーション コントロール モジュールなどのさまざまなプログラム ブロックがますます使いやすくなり、自由に呼び出すことができるようになりました。これにより、エンジニアの開発プレッシャーが大幅に軽減され、開発期間が短縮されます。サイクルです。

マイクロコントローラーを実装するにはどうすればよいですか?既製のモジュールがなければ開発するしかないため、非標準の自動化機器を手がけてきたエンジニアにとっては構築時間が足りないという問題が発生します。高度に統合されモジュール化された製品である PLC は、白紙のようなシングルチップ マイクロコンピューターはもちろんのこと、機器の要件を満たすための開発サイクルが非常に限られています。

通信距離

現在、ほとんどの組立ラインは地域全体で統合および監視する必要があります。使用される通信方法は主にイーサネットとリピータ、または民間での直接使用です。ファイバーですが、最終的に使われているのはマイクロソフトのIEブラウザでしょう もちろんPLCにはRJ-45インターフェースが付いています 本体にRJ-45が無くてもイーサネットモジュールを搭載可能です PCBボード搭載マイクロコントローラーを使用してこのインターフェイスを追加し、イーサネット通信を開発できますか?開発にはどのくらい時間がかかりますか?

プログラミング言語

これはマイクロコントローラーにとって利点ですが、欠点でもあります。前述したように、PLC には 200 以上のブランドがあり、さらに多くのプログラミング ソフトウェアが存在します。ほとんどの PLC のプログラミング言語は似ていますが、異なるブランドの PLC と接触するたびに、電気エンジニアは、PLC のハードウェア パラメータ、ソフト コンポーネント、プログラミング ソフトウェアなどを最初から学ぶ必要があり、それを簡単に使用できるようになります。マイコンのプログラミング言語はC言語やアセンブリ言語であり、どのマイコンにも共通です。言い換えれば、C 言語またはアセンブリ言語を学べば、任意のマイクロコントローラーを使用して必要な機能を開発できます (関連する電気および電子の基礎がある場合)。

しかし、繰り返しになりますが、電気技術者は電子技術者ではありません。彼らの仕事は、工作機械を制御するためにマイコンがどのようにリレーを駆動するかを考えるだけではありません。電気技術者でも、C 言語やアセンブリなどの MCU を知らない人もいます。言語、開発言語。近年、IEC-61131-3規格の推進により、C言語に似たST言語や回路図に似たCFC言語など、複数のプログラミング言語をサポートするPLCが増えています。この便利な機能は、従来のマイコン開発環境では実現できませんでした。

産業用制御の分野ではPLCが絶対的な優位性を持っていますが、現状（シングルチップマイコンの機能、安定性、使いやすさ、プログラミングやメンテナンスなど）から判断すると、シングルチップマイコンではPLCは不可能です。 PLC に代わるチップ マイクロコンピュータ、言い換えれば、期限が無限に近づく難しいタスクです。

さらに関連する知識については、FAQ 列をご覧ください。

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