鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

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不能。雖然大多數(shù)PLC里的主控芯片就是MCU單片機(jī)。

PLC的優(yōu)勢在于可以使用梯形圖進(jìn)行二次開發(fā)，首先你要明確一點(diǎn)：PLC是給電器工程師使用的。電器工程師不是電子工程師，他們的工作不是單單考慮你這個MCU如何驅(qū)動繼電器來控制機(jī)床的。甚至有的電器工程師都不會C語言、匯編語言之類的MCU開發(fā)語言（你讓人家怎么玩？），幾年前在21ic上有個家伙說要開發(fā)新的PLC，用C語言來代替梯形圖，結(jié)果他在論壇上蹦跶一兩個月后銷聲匿跡了。

其次PLC的優(yōu)勢在于穩(wěn)定性強(qiáng)，你可能覺得iPhone的APP突然閃退一下沒啥問題，重新打開一下就行了，實(shí)在不行就重啟。但工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備不行，死機(jī)一秒有可能是一條人命……

所以你想用MCU、繼電器、光耦做PLC可以，但不經(jīng)過嚴(yán)格規(guī)劃設(shè)計、調(diào)試測試、各種抗擾試驗(yàn)認(rèn)證的，頂多稱為繼電器控制器，而不是真正能用于工業(yè)現(xiàn)場的PLC。一般的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備，綜合變頻柜，開發(fā)設(shè)計完成后，認(rèn)證測試通過后，就不會再修改，以后的量產(chǎn)都是照著認(rèn)證測試的那套電路、底層程序來生產(chǎn)，修改任意一行芯片驅(qū)動代碼都需要重新認(rèn)證。

變頻驅(qū)動器（VFD）和可編程邏輯控制器（PLC）都得益于處理器技術(shù)和存儲器容量的進(jìn)步。在其使用PLC的情況下，會導(dǎo)致更容易的編程、更小的組件和處理更復(fù)雜的數(shù)學(xué)和邏輯應(yīng)用的能力。

這些相同的進(jìn)步也有利于VFD提供更好的電機(jī)控制、簡化的用戶界面和執(zhí)行更復(fù)雜的應(yīng)用的能力。具有嵌入式泵專用應(yīng)用的VFD的能力現(xiàn)在正取代PLC在泵應(yīng)用中對終端用戶具有的許多優(yōu)點(diǎn)。

PLC選項(xiàng)的主要問題是PLC編程的專有性質(zhì)。除非終用戶在職員上有梯形邏輯程序設(shè)計器，運(yùn)行PLC的源代碼的創(chuàng)建是由外部公司或承包商編寫的。這種必要性使終用戶與程序員進(jìn)行初始編程后，河南變頻柜，任何后續(xù)的修改、添加或故障排除都要付出額外的代價。程序員可能不想開放源代碼，因?yàn)樗沓绦騿T使用和擁有的商業(yè)秘密。

因此，盡管PLC有一些優(yōu)點(diǎn)，例如在功能和輸入/輸出（I/O）方面的可伸縮性上，以及執(zhí)行復(fù)雜邏輯和數(shù)學(xué)功能的能力上，但也存在一些缺點(diǎn)。

PLC的缺點(diǎn)

1、源代碼是程序員專有的。

2、終用戶需要編寫程序員使用的詳細(xì)規(guī)范來開發(fā)所請求的PLC功能。

3、在規(guī)范中可能已經(jīng)省略的變更要求終用戶以成本改變訂單。

4、終用戶對PLC代碼中可能存在的問題能力有限。

5、終用戶并不總是能獲得PLC操作的功能文檔。

6、程序員可以退出業(yè)務(wù)，留下的終用戶卻沒有改變或檢查代碼的能力。

雖然VFD對于某些復(fù)雜的泵浦應(yīng)用來講可能無法替代PLC，但在大多數(shù)簡單的泵浦應(yīng)用中，甚至是一些更復(fù)雜的應(yīng)用中，如泵浦復(fù)用，都可以使用VFD來代替PLC。即使在使用PLC時，適當(dāng)編程的抽運(yùn)VFD的添加也可以減少PLC所需的I/O，從而減少硬件和編程成本。

用三個VFD串行通信的增援站與無PLC復(fù)用

具有嵌入式泵功能的VFD的優(yōu)點(diǎn)

1、由VFD制造商列出的標(biāo)準(zhǔn)編程功能是現(xiàn)成可用的文檔。

2、終用戶可以使用VFD編程。

3、VFD制造商為終用戶的員工提供編程培訓(xùn)課程。

4、終端用戶有能力根據(jù)需要進(jìn)行編程更改。

5、終用戶的技術(shù)援助可由VFD制造商以多種形式提供，如知識淵博的銷售人員、授權(quán)的服務(wù)提供商和電話技術(shù)支持。成本將由制造商和一些免費(fèi)提供的技術(shù)支持，因此，用戶提問什么類型的幫助是可用的這是很明智的。

具有嵌入式泵功能的VFD可以執(zhí)行的操作

1、線填充或預(yù)充電功能，以減少空線填充速度，以防止水錘線填充時完成。

2、諸如恒壓、水平或流量等重要變量的自動調(diào)節(jié)。

3、多個傳感器輸入允許自動響應(yīng)系統(tǒng)變化，例如恒壓系統(tǒng)的抽吸控制。

4、復(fù)用泵允許在需求變化的同時保持效率。

5、泵損失檢測。

6、具有動作、故障或報警的高、低反饋檢測。

7、無流量檢測，或睡眠，自動重新啟動的需求。

8、助力器應(yīng)用中潤滑油泵、油罐液位或低城市壓力的輔助控制。

9、流量控制或限制和積累。

10、多個設(shè)置點(diǎn)和多個不同制造商的功能。

用三個VFD串行通信的增援站與無PLC復(fù)用

兩個泵系統(tǒng)，一個在VFD上，一個在線路上運(yùn)行，并由VFD控制

在過去的幾年中，PLC為復(fù)雜的應(yīng)用之一是多路復(fù)用泵，并隨著需求的變化而使它們打開或關(guān)閉。

這是優(yōu)選的泵在預(yù)期的噠需求上的尺寸，這可能導(dǎo)致泵在性能曲線的左邊運(yùn)行。這是一個可以加速泵磨損的情況，也會導(dǎo)致導(dǎo)線對水效率的損失。在某些情況下，終端用戶過大地預(yù)期了未來對泵的需求，導(dǎo)致泵在低效率模式下長時間運(yùn)行。如果這一增長沒有實(shí)現(xiàn)，結(jié)果就是浪費(fèi)了資本投資。

150惠普垂直渦輪與一個運(yùn)行在VFD和三運(yùn)行跨線多路復(fù)用

一個更好的選擇是將多個泵組合在一起，排放到一個共同的歧管中。

使用能夠復(fù)用的VFD允許終端用戶購買與當(dāng)前需求匹配的泵，并且如果需求需要額外的流量，則在以后的日期添加額外的泵。所有需要的是附加泵中的垂直歧管。這種技術(shù)已成功應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和建筑增壓站十多年。

四個泵在一個VFD上運(yùn)行一個泵，另一個在三線上運(yùn)行

這些系統(tǒng)的大小從多個10馬力（HP）泵在建筑增壓器的應(yīng)用到多個500馬力（HP） 提升站提供的大的樞軸農(nóng)場。目前，美國有數(shù)百個這樣的系統(tǒng)運(yùn)行。

即使噠需求是已知的，并且如果在任何一點(diǎn)上的實(shí)際需要是可變的，則噠需求可以與多個泵分開以更好地匹配它們的性能曲線。

任何形式的多路復(fù)用都為用戶提供了多種選擇，自動變頻柜，而失去一個泵不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)下降。如果任何泵發(fā)生故障，還有其他泵仍在運(yùn)行；如果VFD故障，其余的泵可以在旁路運(yùn)行。快速更換一個VFD比在短時間內(nèi)得到一個可替換的PLC更好。

在所有應(yīng)用中，VFD可能無法取代PLC。然而，VFD現(xiàn)在具備降低采購成本、加強(qiáng)安裝控制、可用技術(shù)支持、員工培訓(xùn)和標(biāo)準(zhǔn)化的良好形式，VFD制造商一直在努力增加特性，因此未來將屬于更多的VFD與嵌入式泵專用固件。

單片機(jī)為什么不能取代PLC呢？

一、穩(wěn)定性與可靠性

有人說這是個偽問題，單片機(jī)是元器件，PLC是由元器件以及龐大的軟件構(gòu)成的系統(tǒng)，兩者在這一方面沒有可比性。這話沒有錯，大部分PLC的控制芯片實(shí)際上就是單片機(jī)，全自動變頻柜，也就是說可以將PLC看成是單片機(jī)的二次開發(fā)，單論工業(yè)防護(hù)等級，單片機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性能根本比不了PLC這種IP67類的產(chǎn)品（ IP為標(biāo)記字母，前面標(biāo)記數(shù)字表示接觸保護(hù)和外來物保護(hù)等級，第二標(biāo)記數(shù)字表示防水保護(hù)等級）。而且就PLC這種能應(yīng)對工業(yè)惡劣環(huán)境的產(chǎn)品還開發(fā)出一套冗余系統(tǒng)。如果穩(wěn)定性與可靠性對比沒有意義，那么我們就從其他方面分析。

二、I/O功能

單片機(jī)的I/O點(diǎn)實(shí)在有限，而反觀PLC呢？針對不同的現(xiàn)場信號，均有相應(yīng)的I/O點(diǎn)可與工業(yè)現(xiàn)場的器件(如按鈕、開關(guān)、傳感電流變送器、電機(jī)啟動器或控制閥等)直接連接，并通過總線與CPU主板連接。工業(yè)里幾乎任意一條生產(chǎn)線，都有上百甚至上千I/O點(diǎn)，就這點(diǎn)單片機(jī)完全無法比擬。

三、擴(kuò)展功能

一條完整的工業(yè)生產(chǎn)線除了控制，還有通信、上位、組態(tài)、運(yùn)動控制與顯示等等，這些東西都需要依靠完整的工業(yè)體系與通信協(xié)議去做，例如西門子公司的PROFIBUS-DP通信、三菱重工的CC-LINK等等。而單片機(jī)和PC、單片機(jī)和單片機(jī)之間的通信大都用串口。

單片機(jī)的串口是全雙工異步通信串口，那么像MODBUS、PROFIBUS、CAN open、以太網(wǎng)等通信協(xié)議單片機(jī)是否能一一實(shí)現(xiàn)？或許單片機(jī)可以做到，但是這就涉及到下一個分析點(diǎn)，開發(fā)周期。

四，開發(fā)周期

PLC的品牌多達(dá)200多種，幾乎每個品牌都有不同編程軟件，而且都在不斷完善自己的編程軟件，使之能夠越來越簡單的服務(wù)于電器工程師，而各種程序塊也是越來越方便人性化的任意去調(diào)用，比如PID模塊、運(yùn)動控制模塊等，大大減輕了工程師的開發(fā)壓力也縮短了開發(fā)周期。

那單片機(jī)要如何實(shí)現(xiàn)？沒有現(xiàn)成的模塊使用，那就只能開發(fā)，那么做過非標(biāo)自動化設(shè)備的工程師都會遇到一個問題——工期不足。PLC這種高度集成化模塊化的產(chǎn)品在達(dá)到滿足設(shè)備所需的開發(fā)周期，在工期面前也是抓襟見肘，更不用說如同白紙一張的單片機(jī)。

五、通信距離

現(xiàn)在大多數(shù)流水線是要跨區(qū)域整合與監(jiān)視的，所用的通訊方式多為以太網(wǎng)加中繼器，或者直接走民用寬帶光纖，所用的東西到后很可能是用的就是微軟的IE瀏覽器，很明顯PLC是有RJ-45接口，即使本體沒有RJ-45也可以配備以太網(wǎng)模塊，可單片機(jī)搭載的PCB板能加上這個接口然后開發(fā)出以太網(wǎng)通信嗎？開發(fā)需要多久？

六、編程語言

這點(diǎn)對單片機(jī)來講是一個優(yōu)勢，同時也是一個劣勢。上面提到PLC的品牌有兩百多種，編程軟件更多，盡管大多數(shù)PLC的編程語言都大同小異，但是每接觸一款不同品牌的PLC，電器工程師就要從PLC的硬件參數(shù)、軟元件、編程軟件等等各個方面從頭了解一次才能使用的得心應(yīng)手。

而單片機(jī)的編程語言用的是C語言或者匯編語言，這對于任何單片機(jī)都是通用的。換句話說，學(xué)會C語言或者匯編語言，便可以應(yīng)用任何單片機(jī)開發(fā)想要的功能（前提是要有相關(guān)的電工電子學(xué)基礎(chǔ)）。但話又說回來，電器工程師不是電子工程師，他們的工作不是單單考慮單片機(jī)如何驅(qū)動繼電器來控制機(jī)床的，甚至有的電器工程師都不會C語言、匯編語言之類的MCU開發(fā)語言。

近些年，IEC-61131-3標(biāo)準(zhǔn)的推廣，越來越多的PLC支持多種編程語言，如類似C語言的ST語言，類似電路圖的CFC語言。這種便利的功能是傳統(tǒng)單片機(jī)開發(fā)環(huán)境真的無法實(shí)現(xiàn)。

結(jié)論

經(jīng)過上面闡述，我們可以看出，PLC實(shí)際上可以看成是單片機(jī)的二次應(yīng)用開發(fā)，但是它又有自己鮮明的特點(diǎn)。到目前為止，中國的單片機(jī)應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)走過了二十余年的歷程，國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、軍事及家用電器等各個領(lǐng)域，尤其是手機(jī)、汽車自動導(dǎo)航設(shè)備、PDA、智能玩具、智能家電、醫(yī)聊設(shè)備等行業(yè)都是應(yīng)用了單片機(jī)。行業(yè)高段目前有超過10余萬名從事單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的工程師。

但是在工業(yè)控制領(lǐng)域，PLC占據(jù)很大優(yōu)勢，就目前形勢（單片機(jī)的功能、穩(wěn)定性、易用性、編程及維護(hù)等）來看，單片機(jī)取代PLC那將是一項(xiàng)不可能完成，或者說期限趨向于無窮的艱巨任務(wù)。