单片机能代替PLC吗？

　　单片机能代替PLC吗？由于面粉可以代替面条，所以这个问题的答案是否定的，第一次听到这个答案，很多人可能会有疑问。为什么单片机这么强大，功能这么丰富，却不能代替PLC？

　　所以今天我们来看看什么是单片机和PLC，它们有什么区别。

　　一、单片机

　　单片机，又称微控制器单元，是一种集成电路芯片，利用VLSI技术集成中央处理器(中央处理器；CPU)，随机存取存储器(随机存取存储器；随机存储器)、只读存储器；(只读存储器；ROM)、各种I/O端口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路复用器、A/D转换器等电路)集成到一个硅片上，形成一个小而完善的微型计算机系统，广泛应用于各个领域。单片机可见于手机、PC外设、遥控器、汽车电子、工业步进电机、机器人手臂控制等。

　　单片机的历史并不长，但发展很快。它的出现和发展大致与微处理器同步。自1971年美国英特尔公司首次推出4位微处理器以来，其发展至今大致可分为五个阶段。

　　单片机发展初期(1971-1976):1971年11月，英特尔公司首先设计了集成2000个晶体管/芯片的4位微处理器Intel  4004，配备了RAM、ROM和移位寄存器，构成了第一个MCS-4微处理器，然后推出了8位微处理器Intel  8008和其他公司相继推出的其他8位微处理器。

　　低性能单片机级(1976-1980):以英特尔公司1976年推出的MCS-48系列为代表，采用在半导体芯片上集成8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时器/计数器、RAM和ROM的单片结构。虽然它的寻址范围有限(不超过4 KB)，但没有串行I/O，RAM和ROM的容量都很小。高性能单片机阶段(1980-1990):这一阶段推出的高性能8位单片机一般有串口、多级中断处理系统和多个16位定时器/计数器。增加了片上RAM和ROM的容量，寻址范围可达64 KB。一些片上系统也有模数转换接口。

　　16位单片机阶段(1983-1989):1983年，英特尔公司推出高性能16位单片机MCS-96系列，采用最新制造技术，芯片集成度高达12万个晶体管/芯片。

　　全方位高水平发展阶段(1990年至今):到目前为止，MCU有从传统8位处理器平台向32位高级RISC处理器平台转变的趋势，但8位机仍然难以被替代。8位单片机成本低，价格便宜，易于开发，性能能满足大部分需求。只有在航天、汽车、机器人等高科技领域，当需要高速处理大量数据时，才需要选择16/32位单片机。在一般工业领域，8位通用单片机仍然是目前应用最广泛的单片机。单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等各个方面都发展到了更高的水平。

　　单片机的特点是编程和维护相对复杂。编程方式为C语言或汇编语言，成本较低，I/O接口相对受限。

　　第二，临立会

　　可编程逻辑控制器，全称可编程逻辑控制器，是专为工业环境应用而设计的数字操作电子系统。它采用一种可编程存储器，在其中存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算的指令，并通过数字或模拟输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程。

　　三、为什么单片机代替不了PLC？

　　1.稳定性和可靠性

　　有人说这是个伪问题。单片机是组件，PLC是组件和庞大软件组成的系统。两者在这方面没有可比性。这个说法没有错。大部分PLC控制芯片其实都是单片机，也就是说PLC可以算是单片机的二次开发。在工业防护等级上，单片机的稳定性和可靠性是无法和PLC这样的ip67产品相比的(IP是标志字母，第一个标志号表示接触防护和异物防护等级，第二个标志号表示防水防护等级)。此外，为可编程控制器开发了冗余系统，可以应对恶劣的工业环境。如果稳定性和可靠性的比较没有意义，那么我们就从其他方面来分析。

　　2.输入输出功能单片机的I/O点有限，但PLC呢？对于不同的现场信号，有相应的I/O点可以直接与工业现场设备(如按钮、开关、传感电流传感器、电机启动器或控制阀等)相连。)，并通过总线与CPU主板相连。行业内几乎任何一条生产线都有上百甚至上千个I/O点，完全是单片机无法比拟的。

　　3.扩展功能

　　除了控制，完整的工业生产线还包括通讯、上位、配置、运动控制和显示等。都需要依靠完整的工业系统和通信协议，比如西门子的PROFIBUS-DP通信，三菱重工的CC-LINK等。单片机与PC的通信，单片机与单片机多采用串口。单片机的串口是全双工异步通信串口，那么单片机能否逐个实现MODBUS、PROFIBUS、can开放、以太网等通信协议？也许单片机可以做到，但是涉及到下一个分析点，开发周期。

　　4.开发周期

　　PLC有200多个品牌，几乎每个品牌都有不同的编程软件，并且在不断完善自己的编程软件，让它越来越简单地为电气工程师服务，各种程序块越来越方便，越来越人性化，可以随意调用，比如PID模块，运动控制模块，大大减轻了工程师的开发压力，缩短了开发周期。单片机怎么实现？如果没有现成的模块可以使用，只能开发，所以做过非标自动化设备的工程师会遇到一个问题：——，工期不够。PLC这种高度集成化、模块化的产品，在努力满足设备要求的开发周期，更不用说单片机了。

　　5.通信距离

　　目前大部分流水线需要跨区域集成监控，使用的通信方式多为以太网加中继器，或者直接使用民用宽带光纤。最后用的大概是微软IE浏览器。显然PLC有RJ-45接口，即使本体没有RJ-45，也可以配备以太网模块。单片机携带的PCB可以加这个接口然后开发以太网通信吗？发展需要多久？

　　6.程序设计语言

　　这对单片机来说，既是优点，也是缺点。上面说的PLC品牌有200多个，编程软件更多。虽然大部分PLC的编程语言都差不多，但电气工程师每次接触到不同品牌的PLC，都要了解所有的硬件参数、软件组件、编程软件等。在他能容易地使用它之前。单片机的编程语言是C语言或汇编语言，这是任何单片机都通用的。换句话说，如果你学的是C语言或者汇编语言，你可以用任何一个单片机来开发想要的功能(前提是你有相关的电工电子基础)。不过话说回来，电气工程师不是电子工程师。他们的工作不仅仅是考虑单片机如何驱动继电器来控制机床。甚至有些电气工程师也不会用C语言、汇编语言等单片机开发语言。近年来，随着IEC-61131-3标准的普及，越来越多的PLC支持多种编程语言，比如类似C语言的ST语言，类似电路图的CFC语言。这种便捷的功能在传统的单片机开发环境下是无法实现的。

四.结论

　　通过上面的解释，我们可以看到，PLC其实可以看作是单片机的二次应用开发，但是它有自己鲜明的特点。到目前为止，我国单片机的应用和嵌入式系统的发展已经经历了20多年。单片机已经应用于国民经济建设、军事、家电等各个领域，特别是手机、汽车导航设备、PDA、智能玩具、智能家电、医疗设备等行业。目前，高端行业从事单片机开发和应用的工程师超过10万人。