鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

河南變頻柜-繼飛機(jī)電(在線咨詢)-提高性能變頻柜 ：

我覺得這個(gè)問題不能光從底層硬件成本和技術(shù)的角度來看，要換個(gè)角度來看，就容量理解多了。

兩者用來控制設(shè)備時(shí)，實(shí)現(xiàn)過程有何不同

首先單片機(jī)不能直接控制外部硬件，

要工程師圍繞著單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)完整的電路板，包括電源、IO，晶振，模擬量輸入輸出，通訊模塊，隔離組件等等做成PCB，然后將各個(gè)元件集成到電路板上對(duì)整個(gè)集成電路板進(jìn)行測試無誤后對(duì)電路板進(jìn)行封裝往單片機(jī)里寫程序，根據(jù)控制程序電路板做出相應(yīng)的信號(hào)的輸入和輸出，從而完成設(shè)備的控制

再來看PLC，

根據(jù)項(xiàng)目需求，采購一款市面上的標(biāo)準(zhǔn)PLC，可以選配IO模塊和通訊模塊和其他模塊根據(jù)該型號(hào)的PLC，用PLC自帶軟件直接編程即可做出相應(yīng)的信號(hào)的輸入和輸出單機(jī)成本分析

單片機(jī)方案：

一個(gè)會(huì)單片機(jī)集成電路的工程師的工資單片機(jī)和PCB成本

PLC方案：

一個(gè)會(huì)PLC的工程師PLC成本

按照我的理解，可能會(huì)單片機(jī)的工程師的工資要比會(huì)PLC的工程師高一些，但是單片機(jī)的硬件成本要比PLC低，所以兩者的成本很難說

批量生產(chǎn)

如果這個(gè)產(chǎn)品是統(tǒng)一的批量生產(chǎn)的設(shè)備，那研發(fā)這個(gè)設(shè)備不論是單片機(jī)還是PLC方案，工程師的工資都變?yōu)榱艘淮涡酝度?，再后續(xù)的產(chǎn)品批量生產(chǎn)過程中，一定是單片機(jī)方案的成本更低。

非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的工程應(yīng)用

在工業(yè)工程項(xiàng)目中，很多項(xiàng)目都是系統(tǒng)集成，各個(gè)廠家通過競標(biāo)的方式拿到項(xiàng)目并在規(guī)定的工期范圍內(nèi)完成該自動(dòng)化項(xiàng)目，那這種情況下就需要控制系統(tǒng)要能快速部署，同時(shí)部署后能很快的進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。那此時(shí)，工控PLC是適合的選擇。系統(tǒng)集成項(xiàng)目通常是將各種不同的設(shè)備集成到一個(gè)主控制系統(tǒng)里，而各個(gè)子設(shè)備和系統(tǒng)肯定會(huì)有相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口。成熟的PLC兼容所有標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口包括各種IO和通訊協(xié)議，只需要簡單配置即可完成。

對(duì)一個(gè)公司來說，如果它每年要接很多不同的自動(dòng)化控制項(xiàng)目，那就意味著這些不同的項(xiàng)目都能很快的被部署和完成，同時(shí)如果現(xiàn)場的控制系統(tǒng)發(fā)生問題時(shí)，提高性能變頻柜，能快速的維護(hù)和恢復(fù)生產(chǎn)。對(duì)于PLC來說，如果是PLC本體出故障，簡單的方式就是從市面上再買一套直接替換上去就可以。

風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)工程公司來說也非常重要，一個(gè)是在各行各業(yè)和經(jīng)過幾百萬個(gè)不同工況應(yīng)用驗(yàn)證下的PLC控制器怎么也會(huì)比臨時(shí)開發(fā)一套基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性要高的多。

對(duì)于幾百萬量級(jí)或者幾千萬量級(jí)甚至上億的大項(xiàng)目，小小的PLC根本算不上什么成本，但是換來的經(jīng)過數(shù)以萬計(jì)的項(xiàng)目驗(yàn)證下的穩(wěn)定性對(duì)一個(gè)工程項(xiàng)目來說，這是節(jié)省成本。

問：是什么因素讓plc比單片機(jī)可靠

答：使用者的技術(shù)水平導(dǎo)致的

問：單片機(jī)為何不能做到這些

答：先問是不是，再問為什么。

plc能做到的單片機(jī)都可以做到（此處的單片機(jī)泛指各種芯片）?？梢愿橄蟮睦斫鉃閱纹瑱C(jī)就是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，plc就是一款設(shè)計(jì)成熟的汽車。

你把單片機(jī)、電路設(shè)計(jì)和plc都學(xué)會(huì)了你就明白他們是共通的。

單片機(jī)一般用在成本敏感，產(chǎn)品需求量多的場景，沒有哪家公司會(huì)用plc開發(fā)掃地機(jī)器人和智能儀表。

plc一般用在大型工程里，這類的特點(diǎn)就是系統(tǒng)功能復(fù)雜，開發(fā)周期短，成本不敏感，沒有幾家公司會(huì)在時(shí)間緊張只做幾次的工控項(xiàng)目里才從畫單片機(jī)原理圖開始。

后面想更了再更……

plc比單片機(jī)更穩(wěn)定，這個(gè)是個(gè)誤區(qū)，首先，plc內(nèi)部也是微處理器，也是由基本模擬數(shù)字電路構(gòu)成，而單片機(jī)只相當(dāng)于微處理器，二者并不能直接比較。就好比游戲中，單片機(jī)相當(dāng)于剛落地，沒有任何裝備的角色，而plc就好比身穿鎧甲的勇士，你說誰更強(qiáng)呢？

有的plc里面其實(shí)就是單片機(jī)，然后他還會(huì)加很多保護(hù)(所以體積更大)，還會(huì)有專業(yè)的廠家(西門子，施耐德，三菱等等)做開發(fā)軟件，他們的工作是簡化你的編程，價(jià)格優(yōu)惠的變頻柜，讓你直接用他們做好的東西就夠了。

所以，plc可以認(rèn)為是在單片機(jī)的基礎(chǔ)上，一些國際知名廠商給你做了軟硬件方面的保護(hù)，還是整個(gè)團(tuán)隊(duì)做的，你一個(gè)人幾乎不可能超過他們，至少從錢，精力的投入是這樣的。

另外如果你有辦法降低成本，性能還差不多，拿他們應(yīng)該也會(huì)降下來，這是市場決定的

所以，如果你不是去做或者設(shè)計(jì)plc，而是應(yīng)用，可以不考慮這些

另外，比如我做一個(gè)手環(huán)之類的，賣100w個(gè)，每個(gè)貴10塊錢，后果就很嚴(yán)重了。我之前做過一個(gè)CT室的生產(chǎn)線(我做的其中一部分)，一年200臺(tái)，一臺(tái)1000w以上，比如做這種貴個(gè)100w，但是效果更好他們可能就覺得無所謂

plc里面就是單片機(jī)，不過輸入輸出專門設(shè)計(jì)了電路，增加了光電隔離，繼電器隔離等，模擬量輸入也模塊化了，應(yīng)用起來比較簡單。只要設(shè)計(jì)功底好，照樣可以用單片機(jī)當(dāng)工控機(jī)。

日系PLC

歐姆龍

歐姆龍系列PLC在中國推廣的也比較多。在通訊方式上，OMRON現(xiàn)在主要采用兩種通訊方式：

Host Link協(xié)議是基于串口方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵎绞健．?dāng)PLC進(jìn)入MONITOR方式時(shí)，上位機(jī)可以和歐姆龍PLC通訊。在和歐姆龍通訊時(shí)要注意，兩次通訊之間要留一定時(shí)間，如果通訊速度過快容易造成PLC通訊異常。

ControlLink是歐姆龍PLC的一種快速通訊方式。Control Link通過板卡進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，河南變頻柜，板卡之間有數(shù)據(jù)交換區(qū)，由板卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換從而完成數(shù)據(jù)采集功能。使用該方式通訊需配置歐姆龍的驅(qū)動(dòng)。

三菱

三菱PLC的小型PLC在國內(nèi)的應(yīng)用非常廣泛。三菱的PLC型號(hào)也比較多，主要包括FX系列，A系列和Q系列。三菱系列PLC通訊協(xié)議是比較多的，各系列都有自己的通訊協(xié)議。如FX系列中就包括通過編程口或232BD通訊，也可以通過485BD等方式通訊。其A系列和Q系列可以通過以太網(wǎng)通訊。當(dāng)然，三菱的PLC還可以通過CC-LINK協(xié)議通訊。

松下

松下PLC和計(jì)算機(jī)之間可以通過串口和以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。其采用的通訊協(xié)議是MEWTOCOL協(xié)議。如大多數(shù)日系PLC一樣，MEWTOCOL協(xié)議比較簡單。包括紫金橋組態(tài)軟件在內(nèi)的許多軟件都可以從PLC中直接讀取數(shù)據(jù)。

機(jī)型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮的因素如下所述。

1、結(jié)構(gòu)合理

對(duì)于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好(維修量較小)的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)PLC，其他情況則選用模塊式結(jié)構(gòu)PLC。

2、功能、規(guī)模相當(dāng)

對(duì)于開關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，對(duì)其控制速度無需考慮，一般的低檔機(jī)就能滿足要求。對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，可選用低檔機(jī)。對(duì)于控制比較復(fù)雜，控制功能要求更高的工程項(xiàng)目，例如要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可視控制規(guī)模及復(fù)雜的程度選用中檔或更高。其搞擋主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。

3、機(jī)型統(tǒng)一

一個(gè)大型企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。因?yàn)橥粰C(jī)型的PLC，其模塊可互換，便于備用品、備件的采購和管理;其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā);其外部設(shè)備通用，資源可共享，配以上位計(jì)算機(jī)后，可把控制各單獨(dú)的系統(tǒng)的多臺(tái)PLC連成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，好一點(diǎn)變頻柜，相互通信，集中管理。

二、容量的選擇

PLC的容量包括用戶存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量(字?jǐn)?shù))和I/O點(diǎn)數(shù)兩方面的含義。PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ恳宰鱾溆谩?/p>

通常，一條邏輯指令占存儲(chǔ)器一個(gè)字，計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等指令占存儲(chǔ)器兩個(gè)字。各種指令占存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)可查閱PLC產(chǎn)品使用手冊。

在選擇存儲(chǔ)器容量時(shí)，一般可按實(shí)際需要的25%考慮裕量。通常I/O點(diǎn)數(shù)可按實(shí)際需要的10%～15%考慮裕量。

三、指令系統(tǒng)的選擇

由于可編程控制器應(yīng)用的廣泛性，各種機(jī)型所具備的指令系統(tǒng)也就不完全相同。從工程應(yīng)用角度看，有些場合僅需要邏輯運(yùn)算，有些場合需要復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算，而且一些特殊場合還需要專用指令功能。從可編程控制器本身來看，各個(gè)廠家的指令差異較大，但從整體上來說，指令系統(tǒng)都是面向工程技術(shù)人員的語言，其差異主要表現(xiàn)在指令的表達(dá)方式和指令的完整性上。有些廠家在控制指令方面開發(fā)得較全，有些廠家在數(shù)字運(yùn)算指令方面開發(fā)得較全，而大多數(shù)廠家在邏輯指令方面都開發(fā)得較完善。在選擇機(jī)型時(shí)，應(yīng)從指令系統(tǒng)方面注意下述內(nèi)容：

(1)指令系統(tǒng)的總語句數(shù)。它反映了整個(gè)指令所包括的全部功能。

(2)指令系統(tǒng)的種類。主要應(yīng)包括邏輯指令、運(yùn)算指令和控制指令，具體的需求則與實(shí)際要完成的控制功能有關(guān)。

(3)指令系統(tǒng)的表達(dá)方式。指令系統(tǒng)表達(dá)方式有多種，有的包括梯形圖、控制系統(tǒng)流程圖、語句表、順控圖、高記語言等多種表達(dá)方式;有的只包括其中一種或兩種表達(dá)方式。

(4)應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)。程序結(jié)構(gòu)有模塊化的程序結(jié)構(gòu)和子程序式的程序結(jié)構(gòu)，前一種有利于應(yīng)用軟件編寫和調(diào)試，但處理速度慢，后一種響應(yīng)速度快，但不利于編寫和現(xiàn)場調(diào)試。

(5)軟件開發(fā)手段。在考慮指令系統(tǒng)這一性能時(shí)，還要考慮到軟件的開發(fā)手段。有的廠家在此基礎(chǔ)上還開發(fā)了專用軟件，可利用通用的微型機(jī)(例如IBM-PC)作為開發(fā)手段，這樣就更加方便了用戶的需要。

四、I/O模塊的選擇

I/O部分的價(jià)格占PLC價(jià)格的一半以上，不同的I/O模塊，由于其電路和性能不同，直接影響著PLC的應(yīng)用范圍和價(jià)格，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。

1、輸入模塊的選擇

輸入模塊的作用是接收現(xiàn)場的輸入信號(hào)，并將輸入的高電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部的低電平信號(hào)。輸入模塊的種類，按電壓分類有直流5V、12V、24V、48V、60V，交流115V、220V。按電路形式不同分為匯點(diǎn)輸入式和分隔輸入式兩種。

選擇輸入模塊時(shí)應(yīng)注意：

(1)電壓的選擇。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備與模塊之間的距離來考慮，一般5V、12V、24V屬低電壓，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。如5V模塊遠(yuǎn)不得超過10m，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備應(yīng)選用較高電壓的模塊。

(2)同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)。高密度的輸入模塊(32點(diǎn)、64點(diǎn))同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度，一般來講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超過輸入點(diǎn)數(shù)的60%。

(3)門檻電平。為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，必須考慮門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也就越遠(yuǎn)。

2、輸出模塊的選擇

輸出模塊的作用是將PLC的輸出信號(hào)傳遞給外部負(fù)載，并將PLC內(nèi)部的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號(hào)。輸出模塊按輸出方式不同分為繼電器輸出、晶體管輸出和雙向可控硅輸出三種。此外，輸出電壓和輸出電流也各有不同。

選擇輸出模塊時(shí)應(yīng)注意：

(1)輸出方式的選擇。繼電器輸出的價(jià)格便宜，適用電壓范圍較寬，導(dǎo)通壓降小。但它是原有觸點(diǎn)元件，其動(dòng)作速度較慢、壽命較短，因此適用于不頻繁通斷的負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動(dòng)感負(fù)載時(shí)其max通斷頻率不得超過1Hz。對(duì)于頻繁通斷的低功率因數(shù)的電感負(fù)載，應(yīng)采用無觸點(diǎn)開關(guān)元件，即選用晶體管輸出(直流輸出)或雙向可控硅輸出(交流輸出)。

(2)輸出電流。輸出模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值。模塊輸出電流的規(guī)格很多，應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)載電流的大小選擇。

(3)同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)。輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端允許通過的電流值。通常同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不宜超過輸出點(diǎn)數(shù)的60%。

五、電源模塊的選擇

電源模塊的選擇很簡單，只需考慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于CPU模塊、I/O模塊、專用模塊等消耗電流的總和，并留有一定的裕量。在選擇電源模塊時(shí)一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

(1)電源模塊的輸入電壓。電源模塊可以包括各種各樣的輸入電壓，有220V交流、110V交流和24V直流等。在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況選擇，確定了輸入電壓后，也就確定了系統(tǒng)供電電源的輸出電壓。

(2)電源模塊的輸出功率。在選擇電源模塊時(shí)，其額定輸出功率必須大于CPU模塊、所有I/O模塊等總的消耗功率之和，并且要留有30%左右的裕量。當(dāng)同一電源模塊既要為主機(jī)單元又要為擴(kuò)展單元供電時(shí)，從主機(jī)單元到遠(yuǎn)一個(gè)擴(kuò)展單元的線路壓降必須小于0.25V。

(3)擴(kuò)展單元中的電源模塊。在有的系統(tǒng)中，由于擴(kuò)展單元中安裝有智能模塊及一些特殊模塊，就要求在擴(kuò)展單元中安裝相應(yīng)的電源模塊。這時(shí)相應(yīng)的電源模塊輸出功率可按各自的供電范圍計(jì)算。

(4)電源模塊接線。選定了電源模塊后，還要確定電源模塊的接線端子和連接方式，以便正確地進(jìn)行系統(tǒng)供電的設(shè)計(jì)。一般的電源模塊的輸入電壓是通過接線端子與供電電源相連的，而輸出信號(hào)通過總線插座與可編程控制器CPU的總線相連。

(5)系統(tǒng)的接地。電源模塊接地線選擇不小于10mm2的銅導(dǎo)線。與交流穩(wěn)壓器、UPS不間斷電源、隔離變壓器等及系統(tǒng)的接地之連線盡可能短;系統(tǒng)的地線也要和機(jī)殼相連。

(6)使用環(huán)境條件。在選擇PLC時(shí)，要考慮使用現(xiàn)場的環(huán)境條件是否符合它的規(guī)定。一般要考慮的有：環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、電源允許波動(dòng)范圍和抗干擾等指標(biāo)。