دنیای صنعت، هر روز در حال تغییر و شگفتی است و این تغییرات بیشتر در بخش دیجیتالی به چشم میخورد. PLCها و میکروکنترلرها نمونهای از این شگفتی و پیشرفتها در صنعت هستند.
در نگاه اول این دو ابزار کاملا مشابه هم به نظر میرسند در حالی که هر کدام ویژگیهای منحصر به فرد خود را دارند و برای محیطها و پروژههای مختلف طراحی شدهاند.
در این مقاله قصد داریم این 2 ابزار را به شما معرفی کنیم، ویژگیهای اصلی آنها را ذکر کنیم و در نهایت تفاوتهای آنها را با هم توضیح دهیم. اگر شما هم در مورد این موضوع کنجکاو هستید و میخواهید بدانید که برای یک پروژه، کدام یک مناسبتر است، در ادامه با مجله لاجیک صنعت همراه شوید.
PLC چیست؟
PLC مخفف عبارت (Programmable Logic Controller) به معنی کنترلگر منطقی برنامهپذیر است. در واقع PLC یک سیستم با قابلیت برنامهریزی است که با دستورالعملهای سفارشی، یک خط تولید یا یک فرایند را کنترل میکند. این سیستم به جای ایجاد محدودیت دست ما را برای استفاده در کاربردهای مختلف باز میگذارد به طوری که با این کنترلر میتوانیم بهرهوری را افزایش دهیم.
PLC انواع مختلفی دارند و معمولا فشرده یا ماژولار هستند. PLCهای فشرده (compact) برای کاربردهای کوچک مناسبترند زیرا دارای تعداد مشخصی از ورودی و خروجی هستند. با این حال، اگر پروژه بزرگ است یا به طور قابل توجهی در حال رشد است، PLCهای ماژولار امکان سفارشیسازی و گسترش آسانتر یک سیستم را فراهم میکنند.
پیشتر در مقالهی PLC چیست به طور جامع به موضوع plc پرداختیم و این ابزار را از جهات مختلف بررسی کردیم. اگر علاقهمند هستید تا به طور دقیقتری راجع به پی ال سی و انواع آن بدانید، میتوانید این مقاله را مطالعه کنید.
ساختار PLC
PLCها دارای قطعات و اجزای مختلفی هستند که بسیاری از این اجزا در انواع مختلف آن مشترک هستند. از جمله این اجزای کلیدی و مشترک، میتوان به منبع تغذیه، ورودی، خروجی، CPU (واحد پردازش مرکزی)، حافظه و کارت شبکه اشاره کرد.
یک PLC را میتوان به عنوان جعبهای شامل صدها هزار رله، شمارنده، تایمر و مکانهای ذخیرهسازی دادهها در نظر گرفت. این شمارندهها، تایمرها و … به صورت فیزیکی وجود ندارند، بلکه شبیهسازی شدهاند و میتوان از آنها به عنوان شمارنده نرمافزاری، تایمر نرم افزاری و … یاد کرد.
مطلب مرتبط: معرفی 9 مورد از بهترین PLC های موجود در بازار
مزایا و معایب PLC
PLC به عنوان یک کامپیوتر دیجیتال صنعتی دارای مزایا و معایبی است که در ادامه به آن اشاره میکنیم.
مزایا:
- قابل اعتماد و مقاوم در محیطهای صنعتی خاص
- انعطاف پذیری در برنامهریزی
- سهولت استفاده
معایب:
- برنامه نویسی و نگهداری پیچیده و تخصصی
- قدرت پردازش محدود
- توسعه پذیری محدود
- نگهداری هزینهبر و گران
- وابستگی به برنامه نویسی
مطلب مرتبط: راهنمای انتخاب PLC مناسب برای یک پروژه اتوماسیون صنعتی
میکروکنترلر چیست؟
واحد میکروکنترلر یا MCU (Micro Controller Unit) یک دستگاه محاسباتی فشرده است که در یک تراشه واحد ادغام شده و به طور خاص برای انجام وظایف اختصاصی در سیستمهای تعبیهشده (embedded systems) بدون نیاز به سیستم عامل پیچیده طراحی شده است.
میکروکنترلر در حال حاضر در قلب بسیاری از محصولات الکترونیکی قرار دارد. تلفنهای همراه، اجاقهای مایکروویو، تلویزیون دیجیتال، کارتهای اعتباری، اینترنت و بسیاری از فنآوریهای کنونی دیگر به این دستگاههای کوچک و محجوب تکیه میکنند تا همه چیز را محقق کنند.
ساختار میکروکنترلر
این مدارهای مجتمع کوچک اما قدرتمند، شامل هسته پردازشگر، حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) و حافظه قابل برنامهریزی فقط خواندنی (EEPROM) با قابلیت پاک شدن الکتریکی هستند. این قطعات به آنها اجازه میدهد تا برنامههای سفارشی را حتی زمانی که به منبع برق متصل نیستند، ذخیره و اجرا کنند.
میکروکنترلرها پردازش، حافظه و تجهیزات جانبی ورودی-خروجی مانند تایمرها، شمارندهها و مبدلهای آنالوگ به دیجیتال (ADC) را در یک واحد کارآمد ترکیب میکنند. این ویژگی، میکروکنترلرها را برای برنامههایی که نیاز به پردازش سیگنال بیدرنگ دارند، مانند کنترل موتور، رابط حسگر و مدیریت ارتباطات، بسیار مناسب میکند و راهحلی مقرونبهصرفه برای انواع وظایف کنترلی ارائه میدهد.
مزایا و معایب میکروکنترلر
پس از بررسی مزایا و معایب PLC، به مزایا و معایب میکروکنترلر میپردازیم تا با توجه به عملکرهای خاص آن انتخاب میان آنها برای کابردهای مختلف را آسانتر کنیم.
مزایا:
- زمان کم مورد نیاز برای انجام عملیات
- عیبیابی و تعمیر و نگهداری ساده سیستم
- انجام بسیاری از وظایف و در نتیجه کاهش نیاز به نیروی انسانی
- تراشه پردازنده بسیار کوچک و سازگاری
- مقرون به صرفه برای تولیدکنندگان
معایب:
- ساختار پیچیده
- قدرت پردازش محدود
- حافظه و اتصال محدود
- پشتیبانی نرم افزاری محدود و چالش برانگیز
تفاوت PLC و میکروکنترلر در چیست؟
میکروکنترلرها و پی ال سی ها (PLC) هر دو اجزای مهم در دنیای اتوماسیون صنعتی و سیستمهای کنترل هستند. در حالی که آنها شباهتهایی در توانایی خود برای کنترل و نظارت بر فرآیندها دارند، تفاوتهای قابل توجهی نیز بین این دو وجود دارد.
میکروکنترلرها معمولاً در برنامههای کاربردی در مقیاس کوچکتر و سیستمهای تعبیه شده (embedded systems) استفاده میشوند. آنها دستگاههای فشرده و کمهزینهای هستند که هسته ریزپردازنده، حافظه و تجهیزات جانبی مختلف را روی یک تراشه، تجمیع میکنند. MCUها برای برنامههایی که نیاز به کنترل بیدرنگ، مصرف انرژی کم و طراحی فشرده دارند، مناسب هستند. آنها در کارهایی مانند رابط حسگر و الگوریتمهای کنترل ساده کارامد هستند. MCUها معمولا در لوازم الکترونیکی مصرفی، سیستمهای خودرو، دستگاههای پزشکی و دستگاههای اینترنت اشیا یافت میشوند.
از سوی دیگر، PLCها سیستمهای کامپیوتری صنعتی تخصصی هستند که برای کنترل و اتوماسیون ماشینآلات و فرآیندهای پیچیده در محیطهای صنعتی طراحی شدهاند. PLCها برای تحمل شرایط سخت صنعتی ساخته شدهاند و به دلیل استحکام و قابلیت اطمینان خود شناخته شدهاند. آنها ویژگیهایی مانند پردازش با سرعت بالا، کنترل بیدرنگ و قابلیتهای گسترده ورودی-خروجی را برای انجام وظایف کنترل صنعتی متنوع ارائه میدهند. PLCها معمولا در صنایعی مانند تولید، نفت و گاز، خودروسازی و فرآوری مواد غذایی استفاده میشوند. هزینه، یکی دیگر از عوامل متمایز کننده میان plcها و میکروکنترلرها است. میکروکنترلرها معمولاً در مقایسه با PLC مقرون به صرفهتر هستند. از این رو میکروکنترلرها برای کاربردهایی که هزینه در آنها مهم است، نسبت به پی ال سی ها مناسبتر هستند. از سوی دیگر، PLCها به دلیل ویژگیهای صنعتی، استحکام و سخت افزار و نرم افزار تخصصی، معمولاً گرانتر هستند.
| میکروکنترلر (MCU) | کنترل کننده منطقی قابل برنامهریزی (PLC) | |
| کاربرد | برنامههای کاربردی در مقیاس کوچکتر و سیستمهای تعبیه شده | کنترل و اتوماسیون ماشینآلات و فرایندهای پیچیده در محیطهای صنعتی |
| ساختار | هسته ریزپردازنده، حافظه و تجهیزات جانبی مختلف روی یک تراشه یکپارچه | سیستم کامپیوتری صنعتی تخصصی با ویژگیهای مقاومتی بالا |
| ویژگیها | کنترل بیدرنگ، مصرف انرژی کم، طراحی فشرده | تحمل شرایط سخت صنعتی، استحکام و قابلیت اطمینان بالا |
| موارد استفاده | لوازم الکتریکی مصرفی، سیستمهای خودرو، دستگاههای پزشکی، دستگاههای اینترنت اشیا | تولید، نفت و گاز، خودروسازی، فراوری مواد غذایی |
| هزینه | معمولا کم هزینه و مقرون به صرفهتر | گرانتر به دلیل ویژگیهای صنعتی، استحکام و سخت افزار و نرم افزار تخصصی |
جدول مقایسهی میکروکنترلها با plcها
انتخاب میان plc و میکروکنترلر برای یک پروژه
انتخاب ابزار مناسب برای کنترل یک سیستم، به نیازهای خاص پروژه و تفاوتهای بین PLC و میکروکنترلر بستگی دارد.
PLCها به عنوان انتخاب ارجح برای پروژههایی شناخته شده هستند که نیاز به کنترل پیچیده، تعداد زیادی ورودی و خروجی و قابلیت اطمینان بالا دارند.
به طور کلی در صنعت، از PLC ها به دلیل مهارت در مدیریت یکپارچه الگوریتمهای کنترل پیچیده و توانایی آنها در ارتباط با طیف متنوعی از حسگرها و محرکها استفاده میکنند.
برعکس، میکروکنترلرها جایگاه خود را در برنامههای کوچکتر یا سناریوهایی پیدا میکنند که نیاز به برنامهریزی در شرایط خاص دارند. آنها در زمینههایی که سفارشیسازی و انعطافپذیری بر استحکام اولویت دارد، مناسب هستند و چابکی و تطبیقپذیری را برای پروژههایی با پیچیدگیهای کمتر ارائه میدهند.
بنابراین برای انتخاب صحیح میان پی ال سی و میکروکنترلر برای یک پروژه، باید به نیازهای پروژه و همچنین بودجهی پروژه توجه شود.
جمع بندی
با درک تفاوت PLC و میکروکنترلر متوجه شدیم که هر دو سیستم در اتوماسیون صنعتی دارای مزایا و معایب خود هستند و انتخاب بین آنها بستگی به نیازهای خاص برنامه دارد.
PLCها در کاربردهای صنعتی که نیاز به دوام، قابلیت اطمینان و سهولت برنامهریزی دارند، عالی هستند، در حالی که میکروکنترلرها برای سیستمهای تعبیه شده (embedded systems) که در آن هزینه، اندازه و مصرف انرژی حیاتی است، ایدهآل هستند. درک این تمایزات به مهندسان اجازه میدهد تا ابزار مناسب را برای کار انتخاب کنند و از راهحلهای کنترلی کارآمد و موثر در برنامههای مربوطه خود اطمینان حاصل کنند.
:References
1- A Comparison between Microcontrollers and PLC
2- What Is The Difference Between Plc And Microcontroller?
3- Why We Use Plc Instead Of Microcontroller?
