PLC、单片机、工控机在工业现场中的应用及选用方法分析

2022-09-12

工业发展离不开相应的技术创造, 如今工业现场施工中最主要的环节就是自动控制, 而在自动控制中, PLC、单片机、工控机三者承担着十分重要的作用和价值, 三种机械各有千秋, 既有共同点也有一定的差异性。在面对不同选择方案的时候, 设计者可以根据设计方案的不同来选择机械, 根据各自的特点进行具体的分析和研究, 然后合理的分配, 让其在工业应用中发挥出最大的价值和作用。

一、PLC、单片机、工控机系统各自的特点

(一) PLC的特点

随着人们技术水平的不断发展, 在工业现场中衍生出了很多新式设备, PLC被很多人称作编程序控制器, 其属于单片机控制系统的一个子产品, 起初PLC由最初的顺序控制而不断发展, 通过对各个模块的组成, 进而突显出自身的优势, 在实际应用时, PLC有很多特点, 人们可以根据工业施工要求来具体的选择机械。首先PLC自身体积较小、控制量大、具有无触点开关的特点, 这样在施工过程中就会更加方便、快捷, 减少人力、物力的投入, 可以通过继电器编辑电路控制系统。由于原有继电器通常体积较大, 使用不方便, 人们可以用PLC替代原有的继电器系统, 进而更好地实现对电气元件的控制和管理。PLC自身组成具有一定特点, 由于其内部由于集成电路和微型继电器组成, 其自身具有坚固耐用、不易出现故障等优势, 所以备受人们的青睐, 使用后可以大大降低故障发生概率。PLC各项输入、输出口均设有发光二极管, 所以当人们检查、调试设备的时候, 可以通过观察指示灯的状态对其进行检查, 与传统的故障查找方式相比, 具有简单、便捷等优势。如今信息化技术高速发展, PLC已经实现了很多现代化的功能, 如可视化、互联互通, 这些都是PLC发展到现在所具备的特点及优势。由于其外部操作仅由按钮和触摸键组成, 所以在使用的时候也较为便捷, 能够实现快速操作、简单操作[1]。

(二) 单片机系统的特点

单片机系统与PLC有相似点也有不同点, 最大的不同就是单片机内部是嵌入式控制系统, 全部由硬件和软件系统所组成, 与传统的机械操作设备相比, 单片机的控制功能更加强大, 覆盖面积更广。由于单片机主要依靠芯片来操作和控制, 这也更符合现代化信息技术的发展要求, 对于一些较复杂的操作也可以通过单片机来完成, 如今单片机在自身硬件设计和指令上的操作已经有很大突破, 这也使得单片机会更加广泛的应用到智能化的设备当中。其最大的优点在于体积小、操作简单、生产成本低, 由于单片机属于嵌入式机芯, 内部由集成电路板 (PLB) 和芯片组成。目前单片机主要应用在一些便携式设备中, 在不久将来单片机必定会在大型设备的自动化控制中应用, 这也为我国工业自动化控制的发展带来了新的契机。单片机内部通常会采用汇编语言、C语言等变成形式, 这些现代化的编程形式具有执行速度快、效率高等特点, 在工业操作中具有很大优势。单片机由各种芯片、元件和PLB板组成, 这些器件生产成本低, 但是通用性较差, 在设备的选择时具有一定的针对性, 并且设计难度大、开发试验周期长, 这些都是单片机具有的特点。需要注意的是单片机具有一些缺点, 其最大的缺点就在于故障查找困难, 一旦发生故障, 缺乏维护性, 无论是软件故障还是硬件故障, 都很难查找。

(三) 工控机控制系统的特点

工控机与上述两种控制方式有一定差异性, 首先工控机是由一些微型计算机为载体构成的, 运用控制板和模块来实现功能扩展, 进而更好地实现控制功能。工控机也有自身的特点, 如界面可视化强、易操作、设计平台多、可以实现互联网等, 这些都是工控机的优点。由于工控机主要是由内外部设备构成, 所以可以实现各种各样的可视化界面, 操作者在操作过程中也较容易, 主要操作就是对设备的控制、显示、打印、存储和传输。另外工控机也便于设计人员进行设计, 因为其内部设计平台众多, 并且拥有丰富的程序语言, 从宏观角度来看, 工控机是一部具有完整操作系统的微机, 这为操作者的设计和使用带来了很大便利。在互联网时代, 很多机械设备都需要与时俱进, 工控机也是如此, 可以实现互联网、组态及远程控制与访问。但是工控机也有一定的缺点, 其最大的缺点就是生产成本高、开发周期长[2]。

二、在工业应用中的最佳选用方法

经过上述分析可以发现, PLC、单片机、工控机各有特点和优势, 综合角度来看工控机的功能最为强大, PLC设计难度较小, 对使用者要求最低、其稳定性也比较好, 与PLC相比, 单片机的功能要更强大些, 但是单片机的设计难度较大, 通用性较差, 稳定性一般。工控机整体功能最为强大, 具有最大的优势就是界面效果好。通常情况下人们在选择控制方案的时候, 都会遵循两项原则, 既“简单、稳定”。不同场所、不同环境应当选用不同的控制方式, 例如在有大量开关的前提下, 人们可以选用PLC, 因为其具有较多的输入、输出点, 这恰好可以满足开关数量多、控制点多的情况。而如果要求成本低或者是体积小则可以选用单片机。如果对界面有严格要求的情况下, 可以选用工控机, 其显示、记录、传输、检测、组态功能非常强大。

综上所述, 本文主要论述了PLC、单片机、工控机三者的特点及选用方法等内容, 三者在控制方面都有各自的优势和特点, 要想更好地发挥出自身价值和优势, 就应当采取针对性的使用形式, 只有这样才能够使工业控制更加先进、高效。

摘要：信息化技术高速发展, 工业操作现场对于PLC、单片机、工控机的质量和选用有很多讲究, 三者在工业领域有很多相似之处, 也存在着很多不同的差异, 在不同的施工方案中应当选用不同的控制方案, 要做到具体问题具体分析, 本文将会针对PLC、单片机、工控机在工业现场中的应用及选用方法等内容进行具体的分析和研究, 希望供相关设计人员参考。

关键词：PLC,单片机,工控机,应用及选用