فروش تجهیزات و آموزش اتوماسیون صنعتی

تفاوت plc و میکروکنترلر چیست؟ + بررسی مزایا و معایب

14 6/ 01
اشتراک گذاری

چکیده مطلب:

در این مقاله به بررسی تفاوت‌های پی ال سی و میکروکنترلر از لحاظ ساختار، کارایی، قیمت، رابط‌ها، زبان‌های برنامه‌نویسی و... پرداختیم.


سوالات زیادی در مورد تفاوت پی ال سی و میکروکنترلر وجود دارد. بسیاری از افراد می‌پرسند که چرا به جای PLC از میکروکنترلرها استفاده نمی‌کنیم؟
هرچند که ماهیت هر دوی این دستگاه‌ها یکی است، اما کاربرد و قابلیت‌های آنها با هم متفاوت است. طبیعتا بر اساس نیاز هر پروژه یکی از این تجهیزات مناسب خواهد بود. پی ال سی معمولا در صنعت استفاده می‌شود و می‌تواند فرایندهای مختلفی را از طریق برنامه‌ای که نوشته شده کنترل کند. میکروکنترلر چیپ الکترونیکی است که می‌تواند یک برد برنامه‌پذیر برای انجام فعالیت‌های خاص در اختیار ما قرار دهد. در این برد علاوه بر میکروکنترولر باید قطعات دیگری هم استفاده شده باشد. مانند رله‌ها، خازن‌ها و غیره. در ادامه قصد داریم به بررسی دقیق‌تر این دو کنترلر بپردازیم و تفاوت‌های آنها را به طور کامل بررسی کنیم.

پی ال سی چیست؟

پی ال سی چیست و چه تفاوتی با میکرو کنترلر دارد؟
پی ال سی ها کنترل کننده های منطقی برنامه پذیری هستند که میتوانند هر فعالیتی را به صورت اتوماتیک اجرا کنند. این کنترل کننده‌های قدرتمند فرایندهای صنعتی مختلف را مطابق با برنامه‌ای که مد نظر کاربر است اجرا کرده و قابلیت‌های بسیاری را در اختیار ما می‌گذارند. قابل اطمینان بودن ، طول عمر بالا ، برنامه نویسی راحت و... از جمله مزیت‌های این کامپیوترهای صنعتی به حساب می‌آید.
هر پی ال سی هدف مشخصی دارد در حقیقت فرایند رسیدن به آن هدف برنامه‌ای است که توسط برنامه نویس نوشته شده و داخل پی ال سی قرار داده شده است. در واقع بخش اصلی پی ال سی پردازنده یا CPU است که برنامه کاربر در حافظه آن قرار می گیرد. اطلاعات محیطی از طریق ورودی ها وارد پردازنده یا CPU شده و براساس برنامه ای که از قبل نوشته شده دیتای وارد شده تحلیل می شود و خروجی ها در زمان مناسب فعال و غیر فعال شده و یک فرایند را کنترل می کنند.
بیشتر بخوانید: پی ال سی (PLC) چیست؟

میکروکنترلر چیست؟

میکروکنترلر چیست؟
میکروکنترلرها همانطور که از اسم آنها مشخص است، کنترلر کننده های بسیار کوچک و ریزی هستند که قابل برنامه ریزی هستند تا دستگاه های دیگر را کنترل کنند . این ریزکنترلرها معمولا درون دستگاه هایی مانند تجهیزات دیجیتالی مانند موبایل، تبلت، ساعت‌های هوشمند یا لوازم خانگی مانند ماشین لباس‌شویی، اجاق گاز و بسیاری از تجهیزات دیگر کاربرد دارد.
میکروکنترلر از نوع IC که به آن مدار مجتمع میگویند قابلیت برنامه پذیری دارد. این برنامه معمولا با زبان پیچیده‌ای نوشته می‌شود و باید از طریق برنامه یا برنامه‌های کامپایلر به زبان‌های ساده‌تر ترجمه شود. مثلا کد باینری (0,1) و سپس از طریق پروگرامر برنامه به میکروکنترلر منتقل میشود. واحد پردازش یا CPU، حافظه، ورودی‌ها، خروجی‌ها و... بخش‌های مختلف میکروکنترلرها هستند.

تفاوت پی ال سی و میکروکنترلر

در ادامه تفاوت PLC و میکروکنترلر را با توجه به ویژگی‌های معرفی شده نقد و بررسی می‌کنیم:
  1. ساختار
  2. تعداد I/O (ورودی، خروجی)
  3. زبان برنامه نویسی
  4. کاربری آنها
  5. هزینه
  6. رابطها
  7. قابلیت اطمینان
  8. مهارت‌های مورد نیاز
  9. کاربردها
  10. جای گیری آنها
  11. تعداد ورودی، خروجی‌ها

ساختار

PLC در واقع داراری یک CPU و تعدادی ورودی و خروجی است که بسته به نوع پی ال سی باید کارت های افزایشی ورودی و خروجی در کتار CPU قرار بگیرند. تعداد ورودی ها و خروجی های پی ال سی بیشتر میکروکنترلر است و در بعضی از مدل های آن میتوان به تعداد ورودی خروجی ها افزود. اما تعداد ورودی و خروجی میکرو کنترلر از پیش تعیین شده و محدودتر است. برای افزایش نعداد ورودی و خروجی میکروکنترلر باید (multiplexer) را تقویت کرد.

زبان برنامه نویسی

زبان برنامه نویسی در پی ال سی ها LADDER یا نردبانی ، FBD یا فانکشن بلوک دیاگرام یا SLT است. این زبان ها به علت سادگی و قابل درک بودن، معمولا بسیار کاربرپسند هستند. اما زبان برنامه نویسی میکروکنترلر ها معمولا بیسیک (BASCOM AVR) یا C (CODVISION)است که نسبتا سخت است و هر کسی علاقه‌مند به برنامه نویسی با این زبان نیست.
بیشتر بخوانید: معرفی زبان های برنامه نویسی PLC + مزایا و معایب

قیمت

میکروکنترلرها بسیار ارزان‌تر و اقتصادی‌تر از پی ال سی‌ها هستند. در واقع این یک مزیت بسیار عالی برای آنها محسوب می‌شود. زیرا بیشتر کارفرماها و مدیرهای پروژه‌ها به دنبال کاهش هزینه و مقرون به صرفه بودن تجهیزات خود هستند. پی ال سی ها هزینه‌های بسیار بیشتری دارند که باز هم این قیمت نسبت به برند پی ال سی، مدل آن متغیر است.
بیشتر بخوانید: بهترین پی ال سی های موجود در بازار را بشناسید

رابط ها

نحوه برنامه دادن به میکروکنترلر از طریق پروگرامر است که از طریق آن میتوانیم برنامه‌ای که نوشتیم را به میکروکنترلر انتقال دهیم. به این صورت که IC را در جای خود گذاشته و برنامه از طریق کابل پروگرامر را به سیستم متصل کرده و برنامه را روی میکروکنترلر میریزیم.
اما برای دانلود برنامه روی پی ال سی و یا آپلود برنامه پی ال سی روی سیستم باید کابل دانلود مربوط به آن را داشته باشید. یک سر این کابل به CPU متصل شده و سر دیگر آن به سیستم وصل می‌شود.
بیشتر بخوانید: آموزش نحوه آپلود و دانلود بر روی پی ال سی های دلتا توسط مبدل RS485 به USB

ولتاژ قابل تحمل

معمولا پی ال سی ها در تابلو برق‌ها قرار گرفته و توانایی تحمل ولتاژ بالا را دارند. ولی میکروکنترلرها در بردهای الکتریکی در کنار سایر قطعات قرار می‌گیرند و توانایی تحمل ولتاژهای کمتری را دارند.

محل قرارگیری

پی ال سی ها معمولا در تابلو برق به صورت مرتب کنار هم قرار گرفته اند و به اصطلاح روکار هستند. اما میکروکنترلرها داخل تجهیزات قرار می گیرند و دیده نمی شوند و به اصطلاح توکار هستند.

پی ال سی یا میکروکنترلر؟

ممکن است برای برخی از افراد سوال باشد که چرا به جای پی ال سی از میکروکنترلر ها استفاده نمی‌کنیم؟ ممکن است در برخی از برنامه ها بتوانیم از میکروکنترلر استفاده کنیم تا عملکرد مشابه با پی ال سی داشته باشیم. اما کاربر باید با توجه به شرایط پروژه و سناریو آن سیستم مناسب را انتخاب کند.
فرض کنید یک فرایند کوچک را میخواهیم اتوماسیون کنیم که به صورت خودکار فرایند را اجرا کند. در این حالت تعدادی ورودی و سنسور داریم و تعدادی خروجی که با تحریک شدن فعال و غیر فعال می شوند. در این حالت میتوانیم با یک پی ال سی این کار را انجام دهیم. اما سوال این است که آیا این کار مقرون به صرفه و هوشمندانه‌ترین کار ممکن است؟ اگر از میکروکنترولر استفاده کنیم، آیا به همان نتیجه با همان قابلیت اطمینان خواهیم رسید؟
به همین منظور برای انتخاب درست و دقیق در هر پروژه، باید فاکتورهای مختلفی را مورد بررسی قرار دهید.
هنگامی که تعداد ورودی و خروجی موردنیاز خود را مشخص کردید، بررسی کنید که آیا میکروکنترلر مورد نظر تعداد ورودی/خروجی مورد نیاز را دارد یا خیر. به خاطر داشته باشید که نوع I/O مهم است. ممکن است بتوانید یک میکروکنترلر با تعداد مناسب ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ پیدا کنید، اما ممکن است نوع مناسبی برای برنامه شما نباشد. در برخی موارد، می توانید آنها را مطابق با نیازهای خود تبدیل کنید.
پی ال سی ها برای کار با سنسورهای صنعتی طراحی شده که میتوانند طیف وسیع تری از I/O را پشتیانی کنند. این موضوع نیاز به تبدیل خارجی را کاهش می دهد.

برای پروژه خود از PLC استفاده کنیم یا میکروکنترلر؟

CPU پی ال سی ها در یک محفظه قرار گرفته و ورودی خروجی ها به صورت ماژول های افزایشی در کنار آن قرار میگیرند و به راحتی این مجموعه در جای مناسب داخل تابلو برق ها نصب میشود. اما میکروکنترلرها در واقع یک برد خالی با تعدادی پین برای اتصالات هستند. این موضوع نصب و محافظت را برای کاربر دشوارتر میکند.
ممکن است یک میکروکنترلر ارزان تر از پی ال سی باشد، اما قطعا کاربر به همان میزان که هزینه میکند میتواند مزیت دریافت کند و با توجه به چیزی که از پروژه دریافت میکند باید هزینه پرداخت کند.
هر چند که زبان برنامه نویسی با پی ال سی ساده‌تر از زبان برنامه نویسی میکروکنترلر ها است. اما پی ال سی قابلیت های بسیار زیاد و فوق العاده‌ای دارد که در داخل آن هستند و نه کاربر و نه برنامه نویس آنها را نمی بینند.
مانند سیستم watchdogs که اگر زمان اسکن، برنامه کوچکترین تغییری داشته باشد سیستم هشدار فعال شده و مانع از آسیب پی ال سی و سایر تجهیزات می‌شود.
آیا می‌توانید این قابلیت را به یک میکروکنترلر اضافه کنید؟ پاسخ "بله" است اگرچه آسان نیست، اما کاربران باید این برنامه‌ها را از ابتدا بنویسند یا از ماژول‌های نرم‌افزار موجود مجددا استفاده کنند که هیچ‌یک از این دو مرحله ساده نیست.

نتیجه گیری

پی ال سی و میکروکنترولر هر دو قابل برنامه نویسی هستند تا یک فرایند را کنترل کنند. اما پی ال سی معمولا در فرایندهای سنگین‌تر و صنعتی استفاده می‌شوند و میکروکنترولرها در دستگاه‌های الکتریکی به کار می‌روند. برای استفاده از هرکدام باید پروژه به صورت کامل بررسی شود و بهترین گزینه انتخاب شود. اما برای کار با هر کدام از این کنترلرها باید دانش و تخصص لازم را بدست بیاورید.

.

مقالات مرتبط
نظرات