تفاوت PLC و میکروکنترلر چیست؟ PLC بهتر است یا میکروکنترلر؟

آشنایی با تفاوت‌های PLC و میکروکنترلر

در دنیای اتوماسیون صنعتی و الکترونیک، دو سیستم مهم و پرکاربرد وجود دارند که به طور گسترده برای کنترل و مدیریت سیستم‌های مختلف استفاده می‌شوند: PLC و میکروکنترلر. هر دو این دستگاه‌ها نقش مهمی در فرایندهای صنعتی و الکترونیکی ایفا می‌کنند، اما از نظر ساختار، عملکرد و کاربرد تفاوت‌های قابل توجهی دارند. تفاوت PLC و میکروکنترلر شامل موارد زیر است که در ادامه هر یک را به طور کامل بررسی می‌کنیم:

• معماری و ساختار
• برنامه‌نویسی
• هزینه و قیمت
• ورودی-خروجی‌ها
• محیط کاربرد
• قابلیت اطمینان و پایداری

سیستم PLC چیست؟

برای آشنایی بیشتر با تفاوت PLC و میکروکنترولر، بهتر است که اول با این دو سیستم آشنا شوید.

همانطور که قبلا در مقاله PLC چیست گفتیم، پی ال سی یا PLC Programmable Logic Controller، یک سیستم دیجیتال است که برای کنترل و اتوماسیون فرایندهای صنعتی طراحی شده است.

پی ال سی‌ها به‌طور خاص برای کار در شرایط سخت محیطی مانند دماهای بالا، رطوبت، گرد و غبار و تداخلات الکترومغناطیسی ساخته شده‌اند. این دستگاه‌ها قابلیت برنامه‌ریزی و تغییر برنامه‌های خود را دارند و می‌توانند بر اساس ورودی‌های مختلف، خروجی‌های متفاوتی را تولید کنند.

از PLC می‌توان به عنوان یکی از مهم‌ترین اجزا و تجهیزات اتوماسیون صنعتی، نام برد.

انواع PLC

• برندهای معتبر بازار
• گارانتی و ضمانت اسالت کالا
• ارسال به سراسر کشور

لیست قیمت PLC >

میکروکنترلر چیست؟

در ادامه آشنایی با تفاوت PLC و میکروکنترلر به معرفی میکروکنترلر می‌پردازیم. میکروکنترلر یک مدار مجتمع است که شامل پردازنده، حافظه و ورودی-خروجی‌های مختلف در یک تراشه کوچک است. این دستگاه‌ها به طور گسترده در کاربردهای الکترونیکی از جمله دستگاه‌های خانگی و تجهیزات هوشمند استفاده می‌شوند. میکروکنترلرها به دلیل اندازه کوچک، قیمت پایین و قابلیت برنامه‌ریزی بالا، برای پروژه‌های مختلف الکترونیکی ایده‌آل هستند.

میکروکنترلرها به راحتی می‌توانند با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف برنامه‌ریزی شوند تا وظایف خاصی را انجام دهند.

تفاوت PLC و میکروکنترلر

تفاوت PLC و میکروکنترلر در موارد متعددی است.

PLC معمولاً در داخل تابلو برق جای داده می‌شود و تحمل ولتاژ بالایی را دارد ولی میکروکنترلرها در بردهای الکترونیکی و در کنار سایر قطعات قرار می‌گیرند و تحمل ولتاژ آنها بسیار کمتر از PLC است.

اگر بخواهیم این دو سیستم را از نظر سختی و آسانی کارکردن با آنها بررسی کنیم، می‌توانیم بگوییم PLC در این مورد، از میکروکنترلر محبوب‌تر است. برای استفاده از PLC، می‌توان به راحتی ماژول‌ها را نصب و برنامه‌نویسی کرد. ولی در میکروکنترلر برای ایجاد تغییرات و توسعه، باید دانش طراحی مدار و خطایابی را داشته باشید.

یکی از مواردی که ممکن عملکرد سیستم را با اختلال مواجه کند، وجود نویزهای مختلف در محیط است. اگر میزان نویز زیاد باشد، یک میکروکنترلر ممکن است به راحتی به حالت خطا برود و برنامه و عملکرد آن دچار مشکل شود. در حالی که پی ال سی مقاومت قابل قبولی در برابر نویز دارد و در مقابل نویزهای الکتریکی استاندارد، حفاظت بالایی را از خود نشان می‌دهد.

برای درک بهتر تفاوت بین PLC و میکروکنترلر، در ادامه این تفاوت‌ها را در بخش‌های مختلف بررسی می‌کنیم.

معماری و ساختار

معماری و ساختار، از موارد مهمی است که باید در تفاوت PLC و میکروکنترلر به آن اشاره کنیم. PLCها به طور معمول دارای معماری ماژولار هستند که به طور ویژه برای محیط‌های صنعتی طراحی شده‌اند. این سیستم‌ها شامل یک واحد پردازش مرکزی (CPU)، ماژول‌های ورودی-خروجی، منبع تغذیه و رابط‌های ارتباطی هستند. سیستم‌های PLC به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوانند به راحتی با سایر تجهیزات صنعتی ارتباط برقرار کنند و به طور ماژولار گسترش یابند.

در مقابل، میکروکنترلرها دارای معماری مجتمع هستند که تمامی اجزای لازم برای عملکرد را در یک تراشه کوچک قرار می‌دهند. این دستگاه شامل یک پردازنده مرکزی، حافظه (RAM و ROM)، تایمر، ورودی-خروجی‌ها و سایر عناصر مورد نیاز برای عملکرد مستقل در یک تراشه کوچک هستند. میکروکنترلرها به‌طور کلی قابلیت گسترش محدودتری نسبت به PLC دارند و برای سیستم‌های کوچک‌تر بهتر عمل می‌کنند.

در تصویر زیر بلوک دیاگرام عمومی PLC و میکروکنترلر را مشاهده می‌کنید:

تفاوت PLC و میکروکنترلر در برنامه‌نویسی

PLCها معمولاً با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی خاصی مانند Ladder Logic، FBD (Function Block Diagram) و ST (Structured Text) برنامه‌نویسی می‌شوند. این زبان‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که برای تکنسین‌ها و مهندسان صنعتی که تجربه کمتری در برنامه‌نویسی دارند، آسان و قابل فهم باشند. برای مثال، Ladder Logic یک زبان گرافیکی است که شباهت زیادی به مدارهای الکتریکی دارد و برای مهندسان برق آشناست.

از سوی دیگر، میکروکنترلرها با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی سطح پایین‌تر مانند C، C++، Assembly و گاهی اوقات Python برنامه‌نویسی می‌شوند. این زبان‌ها نیازمند دانش عمیق‌تری از معماری داخلی میکروکنترلر و اصول برنامه‌نویسی هستند. برنامه‌نویسی میکروکنترلرها به دلیل سطح پایین‌تر بودن زبان‌ها، انعطاف‌پذیری بیشتری در کنترل دقیق و مدیریت منابع فراهم می‌کند.

اهمیت زبان برنامه‌نویسی این سیستم‌ها بسیار زیاد است و باید در تفاوت PLC و میکروکنترلر در نظر گرفته شود.

تفاوت PLC و میکروکنترلر در هزینه و قیمت

یکی از تفاوت‌های مهم بین PLC و میکروکنترلر در هزینه و قیمت آن‌ها است. PLCها به دلیل قابلیت‌ها و ویژگی‌های صنعتی خود، معمولاً گران‌تر از میکروکنترلرها هستند. همچنین، هزینه‌های نگهداری و تعمیرات PLC نیز به مراتب بالاتر از میکروکنترلر است. در مقابل، میکروکنترلرها به دلیل اندازه کوچک‌تر و پیچیدگی کمتر، هزینه‌های بسیار پایین‌تری نسبت به PLCها دارند. این ویژگی آنها را برای پروژه‌های کوچک و سیستم‌هایی که نیاز به هزینه کم و تولید انبوه دارند، مناسب می‌سازد.

ورودی-خروجی‌ها

یکی دیگر از موارد مهم در تفاوت PLC و میکروکنترلر، بررسی خروجی و ورودی‌ها است. PLCها معمولاً دارای تعداد زیادی ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ هستند که می‌توانند به طور هم‌زمان سیگنال‌های مختلف را پردازش کنند. این سیستم‌ها قابلیت اتصال به سنسورهای مختلف، موتورها، سوئیچ‌ها و سایر تجهیزات صنعتی را دارند و می‌توانند تعداد زیادی سیگنال ورودی و خروجی را مدیریت کنند.

میکروکنترلرها نیز دارای ورودی و خروجی‌های متنوعی هستند، اما تعداد آنها معمولاً محدودتر از پی ال سی‌ها است. این ویژگی آنها را برای پروژه‌های کوچک‌تر و ساده‌تر مناسب می‌سازد. اگر پروژه‌ای نیاز به تعداد زیادی ورودی/خروجی داشته باشد، استفاده از PLC می‌تواند گزینه بهتری باشد.

محیط کاربرد

سیستم‌های PLC به طور خاص برای محیط‌های صنعتی طراحی شده‌اند و می‌توانند در شرایط سخت محیطی عملکرد مطلوبی داشته باشند. این دستگاه‌ها مقاومت و پایداری بالایی در برابر شوک، لرزش، دماهای بالا و تداخلات الکترومغناطیسی دارند به همین دلیل معمولاً در صنایع مختلف مانند خودروسازی، نفت و گاز، تولیدات غذایی و دارویی استفاده می‌شوند.

در حالی که میکروکنترلرها بیشتر در محیط‌های غیرصنعتی استفاده می‌شوند. میکروکنترلرها ممکن است نیاز به محافظت‌های اضافی داشته باشند تا در محیط‌های سخت صنعتی عملکرد مناسبی داشته باشند. به همین دلیل، از آنها بیشتر در کاربردهای خانگی، الکترونیک مصرفی و سیستم‌های هوشمند استفاده می‌شود.

از کاربردهای میکروکنترلر می‌توان به سیستم کنترل ترافیک، دستگاه‌های پرکننده بطری مداوم و سیستم تهویه مطبوع مرحله‌ای اشاره کرد.

قابلیت اطمینان و پایداری

در بررسی تفاوت PLC و میکروکنترلر، باید به قابلیت اطمینان و پایداری نیز اشاره کنسم. PLCها به دلیل طراحی صنعتی خود، دارای قابلیت اطمینان و پایداری بسیار بالایی هستند. این دستگاه‌ها برای کارکرد ۲۴ ساعته در شرایط سخت طراحی شده‌اند و می‌توانند بدون وقفه و نیاز به نگهداری مکرر، عملکرد کنند.

میکروکنترلرها نیز از نظر قابلیت اطمینان خوب هستند. اما به دلیل پیچیدگی کمتر و استفاده در محیط‌های کمتر صنعتی، ممکن است در شرایط خاصی نیاز به راه‌اندازی مجدد یا تعمیرات داشته باشند. این ویژگی‌ها آنها را برای پروژه‌هایی با نیاز به پایداری بسیار بالا کمتر مناسب می‌سازد.

PLC بهتر است یا میکروکنترلر؟

حال که با تفاوت PLC و میکروکنترلر آشنا شدید، ممکن است این سؤال برایتان پیش بیاید که: استفاده از PLC بهتر است یا میکروکنترلر؟

انتخاب بین PLC و میکروکنترلر بستگی به نوع پروژه و نیازهای خاص آن دارد. اگر پروژه شما در محیط صنعتی با شرایط سخت است و در آن نیاز به تعداد زیادی ورودی و خروجی دارید، استفاده از PLC بهترین گزینه است. می‌توان گفت به دلیل ویژگی‌های خاص و قابلیت اطمینان بالای PLC، برای کاربردهای صنعتی و بزرگ بهتر است از PLC استفاده شود.

از سوی دیگر اگر پروژه شما کوچک‌تر است، تعداد ورودی و خروجی کمتر نیاز دارد و بودجه کمتری نیز دارد، بهتر است از میکروکنترلر استفاده کنید.

در واقع می‌توان گفت میکروکنترلرها به دلیل اندازه کوچک، قیمت پایین و قابلیت برنامه‌ریزی انعطاف‌پذیر، برای بسیاری از کاربردهای الکترونیکی غیرصنعتی مناسب‌تر از PLC هستند.

کلام آخر

در نهایت، تفاوت PLC و میکروکنترلر در کاربردها، قابلیت‌ها و ویژگی‌های فنی آن‌ها است. هر کدام از این سیستم‌ها برای محیط‌ها و پروژه‌های خاصی مناسب هستند و انتخاب نهایی بستگی به نیازهای خاص پروژه دارد. با درک دقیق تفاوت‌های این دو سیستم و بررسی کامل نیازهای پروژه، می‌توانید بهترین انتخاب را برای پروژه خود انجام دهید.

سوالات متداول:

آیا می‌شود از PLC به جای میکروکنترلر در پروژه‌های کوچک استفاده کرد؟

بله. معمولا در پروژه‌‌های کوچک و غیر صنعتی که تعداد کمی ورودی و خروجی دارند، می‌توان از PLC به جای میکروکنترلر استفاده کرد.

آیا برنامه‌نویسی PLC از میکروکنترلر دشوارتر است؟

خیر. به دلیل سطح بالاو گرافیکی بودن زبان‌های برنامه‌نویسی PLC، معمولا برنامه‌نویسی آنها از میکروکنترلر آسان‌تر است.

استفاده از PLC بهتر است یا میکروکنترلر؟

انتخاب بین این دو به پروژه و نیازهای آن بستگی دارد. اگر پروژه شما صنعتی و در محیطی باشرایط سخت است، بهتر است از  PLC استفاده کنید. اما در پروژه کوچک و ساده‌تر، استفاده از میکروکنترلر منطقی‌تر است.

آیا می‌توان از میکروکنترلرها در محیط صنعتی استفاده کرد؟

بله. اما برای استفاده از میکروکنترلر در محیط‌های صنعتی و سخت، باید محافظت‌های اضافه در نظر گرفته شود. معمولا بهتر است در این شرایط از PLC استفاده شود.

از PLC بیشتر در چه صنایعی استفاده می‌کنند؟

معمولا از این سیستم برای کنترل فرایندهای پیچیده و در صنایعی مانند خودروسازی، نفت و گاز، تولیدات غذایی، دارویی و بسیاری از دیگر صنایع سنگین استفاده می‌کنند.