单片机可以代替PLC吗？ 这个问题就像面粉能不能代替面条一样。 答案是不！
第一次听到这个答案时，很多人可能会有疑问：单片机明明那么强大，功能那么多，为什么不能取代PLC呢？
那么，今天我们就来了解一下什么是微控制器和PLC？ 他们之间有什么区别？
1. 微控制器
单片机（Single Chip Microcomputer），又称微控制器单元（Microcontroller Unit），简称MCU，是一种采用超大规模集成电路技术集成具有数据处理能力的中央处理单元的集成电路芯片。 ; CPU）、随机存取存储器（Random Access Memory；RAM）、只读存储器（Read-Only Memory；ROM）、各种I/O端口和中断系统、定时器/计数器等功能（还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）集成在一块硅芯片上，构成一个小型而完整的微计算机系统，广泛应用于各个领域。
MCU 广泛应用于手机、PC 外设、遥控器、汽车电子、工业步进电机和机器人手臂控制等应用中。
微控制器的历史并不长，但发展非常迅速。 它的生产和发展一般与微处理器的生产和发展同步。 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。
单片机发展的初级阶段（1971年至1976年）：1971年11月，Intel首先设计出Intel 4004，这是一种4位微处理器，集成度为2000个晶体管/芯片，并配有RAM、ROM和移位寄存器。 它形成了第一个MCS-4微处理器，随后推出了8位微处理器Intel 8008，以及其他公司推出的8位微处理器。
低性能单片机阶段（1976年至1980年）：以1976年Intel推出的MCS-48系列为代表，采用8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时器/计数器、RAM和ROM等。集成在半导体芯片上的单片结构。 虽然其寻址范围有限（不超过4KB），没有串行I/O，RAM和ROM容量较小，中断系统也比较简单，但其功能可以满足一般工业控制。 以及智能化仪器、仪表等的需求。
高性能单片机阶段（1980年至1990年）：该阶段推出的高性能8位单片机一般具有串口、多级中断处理系统和多个16位定时器/计数器。 片上RAM和ROM容量加大，寻址范围可达64KB。 有些芯片还带有A/D转换接口。
16位微控制器阶段（1983年至1989年）：1983年，Intel推出高性能16位微控制器MCS-96系列。 由于采用了最新的制造技术，芯片集成度高达12万个晶体管/芯片。 。
全面高水平发展阶段（1990年至今）：迄今为止，微控制器也出现了从传统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位计算机仍然难以实现。代替。 8位微控制器成本低、价格低、易于开发。 它们的性能可以满足大多数需求。 只有在航空航天、汽车、机器人等高科技领域，需要高速处理大量数据时，才需要选择16/32位微控制器。 在一般工业领域，8位通用微控制器仍然是目前应用最广泛的微控制器。 微控制器在集成度、功能、速度、可靠性和应用领域等各个方面都在向更高水平发展。
单片机的特点是编程和维护相对复杂。 通常使用C语言或汇编语言进行编程。 成本低，I/O接口相对有限。
2、PLC
PLC，全称Programmable Logic Controller，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作系统电子系统。 它采用可编程存储器存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等运算的指令，通过数字或模拟输入输出来控制各类机械设备或生产。 过程。
3、单片机为什么不能取代PLC？
1、稳定可靠
有人说这是一个假问题。 微控制器是组件，而PLC是由组件和庞大软件组成的系统。 在这方面两者没有可比性。
这是真实的。 大多数PLC的控制芯片实际上都是单片机。 也就是说，PLC可以看作是单片机的二次开发。 仅就工业防护等级而言，单片机的稳定性和可靠性无法与PLC的IP67相比。 该类别的产品（IP为标记字母，第一个标记数字表示接触防护和异物防护等级，第二个标记数字表示防水防护等级）。 而且，还为PLC开发了冗余系统，是一款可以应对恶劣工业环境的产品。 如果稳定性和可靠性的比较没有意义，那我们就从其他方面来分析。
2、输入输出功能
微控制器的I/O点确实有限，但是PLC呢？ 对于不同的现场信号，都有相应的I/O点，可以直接连接工业现场设备（如按钮、开关、传感电流变送器、电机启动器或控制阀等），并通过CPU主板连接总线连接。 业界几乎任何一条生产线都有数百甚至数千个I/O点，这是单片机完全无法比拟的。
3. 扩展功能
一条完整的工业生产线除了控制之外，还有通讯、主机、组态、运动控制和显示等，这些东西都需要依赖一个完整的工业系统和通讯协议，比如西门子的PROFIBUS-DP通讯和三菱的PROFIBUS-DP通讯。重工的CC-LINK等。单片机与PC、单片机与单片机之间的通信大多采用串口。 单片机的串口是全双工异步通信串口。
那么，MODBUS、PROFIBUS、CAN open、以太网等微控制器的通讯协议是否可以一一实现呢？ 也许单片机就可以做到，但这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，并且他们都在不断改进自己的编程软件，让服务电气工程师变得越来越容易，各种编程块也越来越流行。 越是方便和人性化的随意调用，比如PID模块、运动控制模块等，大大减轻了工程师的开发压力，缩短了开发周期。
那么，单片机如何实现呢？ 如果没有现成的模块可以使用，就只能自己开发。 那么做过非标自动化设备的工程师就会遇到一个问题——工期不足。 PLC作为一种高度集成、模块化的产品，开发周期非常有限，无法满足设备的要求，更不用说像一张白纸一样的单片机了。
5、通讯距离
如今，大多数装配线都需要跨区域集成和监控。 采用的通讯方式多为以太网加中继器，或者直接民用宽带光纤。 最终使用的很可能是微软的IE浏览器。 显然，PLC有一个RJ-45接口。 即使主体没有RJ-45，仍然可以配备以太网模块。 搭载单片机的PCB板可以添加此接口，开发以太网通信吗？ 开发需要多长时间？
6. 编程语言
这是微控制器的优点和缺点。 如上所述，PLC的品牌有200多个，编程软件则更多。 虽然大多数PLC的编程语言都是相似的，但每次接触不同品牌的PLC时，电气工程师都必须从PLC的硬件参数、软元件、编程软件等方面需要学习从头开始，然后才能轻松使用它。 微控制器的编程语言是C语言或汇编语言，这是任何微控制器所通用的。
也就是说，如果你学会了C语言或者汇编语言，你就可以使用任何单片机来开发想要的功能（前提是你有相关的电气电子基础）。
但话又说回来，电气工程师不是电子工程师。 他们的工作不仅仅是考虑微控制器如何驱动继电器来控制机床。 有些电气工程师甚至不懂C语言、汇编语言等MCU开发语言。 近年来，随着IEC-61131-3标准的推广，越来越多的PLC支持多种编程语言，例如类似于C语言的ST语言，类似于电路图的CFC语言。 这种便捷的功能在传统的单片机开发环境中确实是无法实现的。
4。结论
经过上面的解释我们可以看出，PLC实际上可以看作是单片机的二次应用开发，但它有自己鲜明的特点。 迄今为止，我国单片机应用和嵌入式系统发展在国民经济建设、军工、家用电器等各个领域，特别是手机、自动汽车导航设备、PDA、智能玩具、智能手机、家电、医疗设备等行业都使用微控制器。 在行业高端，目前有超过10万名工程师从事微控制器的开发和应用。
