單片機替代plc

1. 為什麼在工業上多用PLC而不是單片機

PLC的特點 1.PLC的可靠性高這也是在工業領域應用最多的原因之一。PLC的構成簡單來說就是通過單片微型計算機再加上相應的保護電路及自診斷功能組成的，因此PLC的穩定性與安全性都高於單片機。

2.PLC的輸入和輸出功能模塊齊全。PLC針對不同的工業現場信號如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等，均有相應的模塊與工業現場的器件(如按鈕、開關、感測電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接。這正適合了在工業場景中的大多數開發要求。

3.PLC的編程容易方便，PLC的編程多採用的是梯形圖方式，這種方式可以類比於早些年前的繼電器拼裝成的大規模控制系統，易於開發控制。

4.PLC的現場安裝調試比較於單片機具有很大的優勢，他的安裝大多數是採用的模塊化安裝加現場匯流排的方式，而單片機的應用還要選擇合適的地點封裝散熱性等等。

綜上PLC和單片機的優勢對比可知在工業上對PLC的應用多單片機。

單片機的特點
1.單片機的研發首選需要設計應用場景的原理圖，PCB圖最後到電路板的製作，然後再進行編程這種方式的的缺點是開發時間久，應用的兼容性差。

2.單片機相比於PLC的優點在於對於復雜系統的控制能力強，價格便宜，體積小適合常用的家用電子產品。

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剛開始單片機在工業應用的，後來由於工業控制的復雜化在加上單片機的性價比等因素，得不到推廣於工業領域。至九十年代，電子產品的來潮，單片機才迎來真正屬於自己的一片天。工業領域不能因為單片機而止步不前，於是在傳統繼電器控制基礎上研發出可編程邏輯控制器（PLC）。消費電子產品更新換代快，而單片機成本也低且便於量產，對電子產品最好不過了。不像工業上用的需要穩定可靠還要用的久，雖然PLC貴但是用時久了也相當於把成本降低了。

工業上多用PLC而不是單片機，也是有原因的。

工業控制領域對穩定性和可靠性要求高，不能三天打漁兩天曬網，對企業損失是巨大。工業控制環境惡劣，有防護等級要求、設備露天作業等，遇到雨天、潮濕天氣、極寒天氣，單片機運行能穩定不？可靠性不敢恭維！在工業領域，I/O點動不動成百上千，單片機肯定抗不住，PLC都要弄套冗餘系統以防萬一，單片機很難辦到。工業控制只是它其中一部分，用過PLC的都知道。需要數據採集、通訊、上位、組態，運動控制及顯示，得完全依賴工業體系與通訊協議造成，單個的單片機是搞定不了的。比如MODBUS、OPC、PROFIBUS的實現。

開發周期短於單片機，門檻低，不像單片機編程的C語言、匯編語言對於初學者難度大，而PLC編程只要有繪制電氣原理圖的能力，它的梯形圖編程就能很好入門。拿開發周期而言，一個人開發能不？等你弄出來PLC早已經做好准備上現場了。大型項目的高壓設備啟動運行，小小單片機不得玩死。適用人群也不同，單片機主要是電子工程師而PLC是電氣工程師，這兩種不同的職業，肯定融合不了，說白了很多電氣工程師都不知道玩C語言、匯編語言之類的開發語言。電氣工程師覺得編程不夠優化，PLC可以自行修改，單片機做好之後就是固定的不是專業人士根本無濟於事。例如工業生產過程需要增I/O點刪I/O點，單片機能行嗎？

PLC它的就是穩定性好，不像我們的消費電子產品，例如手機閃退對我們沒損失，大不了重啟一下。但是在工業上，你這樣時不時閃退企業還不被活活玩死，嚴重時造成人命都沒了。雖然單片機成本低，從整體看單片機的性價比跟PLC比不了的。

說個很形象的比喻吧，在工控領域，PLC相當於小學文化，單片機相當於初中文化。

PLC實質上就是一套集成各種外設功能的單片機控制系統。使用PLC有兩大好處，一是編程容易，上手快。二是基本不用考慮硬體的可靠性和適配性問題，需要什麼功能就選什麼樣的模塊就行。

而單片機用起來就麻煩很多，使用者要更多的考慮電路系統及外設硬體的可靠性，而且編程基本用C和匯編等基礎語言，對編程者的邏輯思維能力要求比較高，而且軟體和硬體的結合適應更是個很撓頭的事。能熟練掌握單片機軟硬體系統，那反過來學習和使用PLC就是小兒科了。

從兩者的應用來說，PLC側重於對工控成本比較寬松，而且對可靠性要求比較高的場合，比如機床，設備等。而對於偏重成本的中大批量產品，毫無疑問必須使用單片機。

由於掌握單片機的應用比掌握PLC，有更廣泛的應用，所以建議年輕的從業者應該不畏艱難，從單片機入手進入工控的世界。PLC需要的話，再入手不遲

朋友們好，我是電子及工控技術，我來回答這個問題。PLC自1969年在美國誕生以來它就是為了解決當時工業控制領域中一些特殊的控制需要，由於在試用期間它的運行情況表現很出色，慢慢地PLC就在工控界發揮著越來越重要的作用了。到目前為止PLC已經成為了工控領域中的核心控制器件了，我所在的單位中很多設備中都是選用的PLC作為核心控制器件，比如機器人多功能工作台上就有西門子S7-1200的PLC，它作為機器人本體的外設專門負責機器人與其它器件的協調控制工作，比如各類感測器所檢測到的信號首先要送入到PLC，然後通過PLC內部程序的處理後得到的開關信號告知工業機器人啟動、暫停或者復位等一系列動作。另外還有數控機床中也使用了內置式PLC裝置。由此可見在工業控制領域中PLC的使用是隨處可見的，下面我來說說在工業控制中為什麼對PLC情有獨鍾。
PLC在工業控制領域中的優點
在工業控制領域中PLC作為不二的選擇，它到底有哪些魅力讓工業控制系統的設計技術人員對它如此重視呢？在我看來主要體現在以下幾個方面，其一是PLC具有很強的抗干擾能力和很高的可靠性，在我們單位實驗室中有近20台PLC，自從2005年實驗設備進來之後，每天都在運行工作，到目前為止PLC模塊還沒有出現過故障，其它模塊都已經換了一個又一個了，從這點可以看出PLC的可靠性有如此之高，據我所知在一些品牌的PLC中還採用了冗餘的CPU（中央處理器），像這樣的PLC無故障的時間會更長。

接下來我再聊聊關於PLC的抗干擾能力強的問題，PLC在設計之初就已經考慮到了它所工作的環境，在工業環境中可能會有很強的磁場干擾，電路中的高次諧波干擾等等，因此從PLC內部電路元器件的選擇上就選擇了高質量，性能好的元器件，比如它的微處理器CPU就採用了抗干擾能力強的CPU。在電路的設計上就採用了多重抗干擾技術，我們從電源上講就使用了多級濾波技術，後面還使用了集成的穩壓塊進行穩壓，這樣以來不管是外部電源高次諧波的影響還是電源電壓的波動，PLC都能泰然處之。最後從電磁干擾方面講，由於PLC的輸入和輸出埠都使用了光電隔離技術，在PLC整個電路的設計上都使用了屏蔽技術，這些技術手段的使用也使電磁干擾信號沒有可乘之機。從以上我說的可以看到PLC天生就是為工業控制領域所使用的控制器。

第二點我們再從學習PLC的難易程度來看，我們知道PLC最初是在繼電器控制電路的基礎上誕生的，它可以使用非常形象的梯形圖作為控制「語言」，這樣非常直觀。對於很多電氣技術員來說學會也是非常容易的事情了，因此一般的電氣技術人員在設計控制系統時首先就會想到運用PLC來控制了。

第三點從PLC控制電路的維護和升級方面來看也是非常的方便，同時在以PLC為核心的控制電路中，從硬體配置、安裝以及到軟體的使用即使計算機技術一般的人員也能上手去做，這樣的話也會大大縮短整個電路完成的時間，我認為由於PLC有了以上的眾多優點，在工業控制中使用它是理所當然的了。
單片機在工業控制領域中的短板
我們在反觀單片機這種控制晶元，我接觸它也有好些年了。從我使用過程中單片機有很多「致命」弱點，比如它的抗干擾能力就很弱，尤其是在工業環境這樣惡劣的地方，用單片機控制根本顯示不出它的優勢。先從電壓要求來說它需要較低的電壓，稍不留神就會燒壞單片機晶元，我在玩單片機時就是因為電壓的問題燒壞了許多，當單片機過低的時候它就會「罷工」不給你工作了，我在維修單片機控制電路板時，經常會查出因為電源電壓低造成整個控制電路無法正常工作。比如有的單片機正常工作電壓是5V，當電壓降到3.4V時它就「罷工」不工作了，我認為單片機比較「嬌貴」不好伺候，可靠性差。另外單片機所使用的語言相比較PLC梯形圖語言來說學習難度要大，比如它所用的C語言或者匯編語言，要編一個像樣的控製程序需要很熟練的掌握才行，短時間無法完成，這樣用它設計工業控制系統所需的時間會延長。

工業生產首要的因素就是穩定！因此，我們設計一個工業控制系統首先考慮的因素就是可靠！而PLC就是專門為工業生產設計的，它的實質就是一個單片機系統，但是它比單片機更可靠，更穩定，更不容易受干擾。現在，由於惡性競爭，為了降低成本，都在用單片機替代PLC，看似成本降低，實則掩耳盜鈴。試想，一個系統你用單片機替代PLC省了一部分錢，但是由於不穩定導致的停產，你所損失的遠遠大於你節省的成本

plc的核心也是單片機啊，plc是系統，是通用成品，側重於控制方案的實現，可以隨時修改程序，所以編程簡單，成本高。

單片機是晶元，要加上好多外圍電路設計才能用，適合批量生產，定製設計，修改難度大，成本相對低。

二者不能簡單的對比，工業的控制對象介面比較標准，因此通用類的plc比較適用。

可以這樣說，單片機就是面向工業控制應用的成熟產品。但是單片機應用的行業要比plc廣泛得多。

解答這個問題，首先要了解PLC和單片機的聯系！提到單片機，大家往往會想到51單片機，其實單片機種類非常多，比如arm。那你打開某款PLC，會發現他的cpu就是某arm處理器。

這時你應該明白，PLC只不過是模塊化的單片機系統！

一、用單片機解決一個工業控制問題，不是不可以，太費時！首先，根據工藝搭建硬體電子電路，這些電路包含通信電路，光耦隔離電路，模擬量的模數轉換或數模轉換電路，基本時鍾……一大堆電路，然後，基於你搭建的電路開發所需要的程序，一般用c語言，開發非常費時。等你完成這個程式控制器時，人家早用PLC做了100多個項目了。用PLC做系統，不用考慮電子硬體電路，只需要加幾個不同功能的模塊就可以編程了，常用的梯形圖程序比c語言簡單多了，有現成的函數，功能塊，咱就拿最簡單的定時器做比方，單片機做個精確定時程序要比plc費力的多。

二、你的工程做好了，發現需要修改，用plc系統做的，添加模塊，換別的模塊，修改程序，改一些線，分分鍾搞定，單片機系統呢？把電路板重做！

三、一個大型的工控項目比如有幾千個控制量，要是用單片機，得搭建多少電子電路？大項目往往有很多智能儀表，人機界面，工控機，你要考慮你製作的單片機電路板和這些都兼容，通信驅動程都要搞定！用大型plc比如西門子s7_400，很容易實現設備間的通訊，組成現場匯流排，設備與設備間的大多數通信可以兼容，省去大量時間。

四、不敢保證你用單片機製作的電路可靠性能夠滿足工業現場需要。plc，一般西門子的，可靠極了！

五、有些設備，只要程序相對固定，只需要設置參數，那就不用plc，用專業程式控制器！比如燃燒器程式控制器，它也和plc相似，也有幾路輸入輸出，但是，工藝固化，不需要編程！這些專業程式控制器就是拿單片機開發的！

六、plc正是 社會 化分工的縮影！一個電氣工程師要完成一個項目，他只要把精力放在宏觀項目上就可以了。電子工程師和計算機工程師已經為電氣工程量身打造開發了plc系統，組態軟體，人機界面等等，這些拿來用就行了。

單片機可以替代PLC 嗎?答案是「不太可能」。第一次聽到這個答案可能會讓你感到意外。

一、什麼是單片機，什麼是PLC

1、單片機

單片機(Microcontrollers)，也簡稱MCU，是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。

特點是編程、維護相對復雜，編程方式常用C語言或匯編，成本較低，IO口相對有限等特點。

2、PLC

PLC是Programmable Logic Controller的簡寫，翻譯成中文也即是可編程邏輯控制器，是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它採用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。

1) 歷史

美國 汽車 工業生產技術要求的發展促進了PLC的產生，20世紀60年代，美國通用 汽車 公司在對工廠生產線調整時，發現繼電器、接觸器控制系統修改難、體積大、雜訊大、維護不方便以及可靠性差，於是提出了著名的「通用十條」招標指標。

2)結構

可編程邏輯控制器實質是一種專用於工業控制的計算機，其硬體結構基本上與微型計算機相同(基於成本等原因，大多PLC的控制晶元實際上就是單片機，也就是說可以將PLC看成是單片機的二次開發)。

電源用於將交流電轉換成PLC內部所需的直流電j目前大部分PLC採用開關式穩壓電源供電。

中央處理器(CPU)是PLC的控制中樞，也是PLC的核心部件，其性能決定了PLC的性能。

存儲器是具有記憶功能的半導體電路，它的作用是存放系統程序、用戶程序、邏輯變數和其他一些信息。其中系統程序是控制PLC實現各種功能的程序，由PLC生產廠家編寫，並固化到只讀存儲器(ROM)中，用戶不能訪問。

輸入單元是PLC與被控設備相連的輸入介面，是信號進入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。

輸出單元也是PLC與被控設備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設備，即將中央處理器送出的弱電信號轉換成電平信號，驅動被控設備的執行元件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門輸出。

PLC除上述幾部分外，根據機型的不同還有多種外部設備，其作用是幫助編程、實現監控以及網路通信。常用的外部設備有編程器、列印機、盒式磁帶錄音機、計算機等。

3)特點

可靠性高。由於PLC大都採用單片微型計算機，因而集成度高，再加上相應的保護電路及自診斷功能，提高了系統的可靠性。

編程容易。PLC的編程多採用繼電器控制梯形圖及命令語句，其數量比微型機指令要少得多，除中、高檔PLC外，一般的小型PLC只有16條左右。由於梯形圖形象而簡單，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要計算機專業知識，就可進行編程。

組態靈活。由於PLC採用積木式結構，用戶只需要簡單地組合，便可靈活地改變控制系統的功能和規模，因此，可適用於任何控制系統。

輸入/輸出功能模塊齊全。PLC的最大優點之一，是針對不同的現場信號(如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等)，均有相應的模板可與工業現場的器件(如按鈕、開關、感測電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接，並通過匯流排與CPU主板連接。

安裝方便。與計算機系統相比，PLC的安裝既不需要專用機房，也不需要嚴格的屏蔽措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O介面端子正確連接，便可正常工作。

二、結論

經過上述闡述，我們可以看出：PLC實際上可以看成是單片機的二次應用開發，但是它又有自己鮮明的特點;如果單片機也具備PLC的這些特點的話，那麼將取代PLC;但是就目前形勢(單片機的功能、價格、穩定性、易用性、編程及維護等)來看，那將是一項不可能完成，或者說期限趨向於無窮的艱巨任務。

總之，兩者各有優勢，在IO口較少、功能塊不多的場合一般選擇用單片機，反之多選PLC(開發周期短、成本低(大型項目相對較低)、易用性強、IO口多等原因)。

1.單片機

從設計角度，需要軟硬體設計，對設計人員要求高，入手比較難，比較慢；

從穩定性角度，單片機抗干擾能力差，對惡劣環境適應性不好，而工業應用環境復雜，決定單片機不能大范圍應用在工業上；

維修及維護不方便，實時監控效果差。

2.PLC

PLC用戶不必要設計和製作硬體裝置，功能強大，使用面廣，編程簡單，技術人員更容易入手，同時，減少工作人員的工作量。

可靠性高抗干擾能力強，能適應不同溫度和濕度的環境。

同時，PLC故障率低，有很強的實時監視功能，不同功能的模塊，也標准化，維修方便。

3.盡管PLC在工業領域應用多於單片機，但單片機也有各種優點，如價格便宜、體積可以做到足夠小等，廣泛應用在電子產品上面。

以上僅為個人觀點，有不同見解，可私信交流！謝謝

首先要了解一下自動化發展的歷程，最早的時候可以說是半自動的，機械製造的設備沒有很好的控制系統，功能的實現是靠機械裝置和繼電器，接觸器，定時器等獨立原件裝配。發展到後來靠電子設備來控制，修改參數。這里就有了一個工業設備配電櫃的裝配習慣，工業電工的思路都是按照基本的接觸器，定時器，開關等配置起來的，而且在現實中還要經常的去改動某些接觸器，開關的控制方式，這樣如果用單片機控制的話就會出現一個修改程序的問題，單片機如果修改一個函數涉及的方面過多，很麻煩，這樣PLC應時而生，PLC在做編程的時候迎合了機械電工的思路，編程相對來說簡單，容易修改，不用關心運行的死機，儲存信息代碼，各種設備信息交換代碼等復雜的編寫。

其實PLC就是單片機加入了程序，PLC是在單片機的程序基礎上做的二次開發，這個需要理解，原始的編碼應該都是基於二進制的編碼系統的，後來的匯編，再到後來的電腦的C,C++等，單片機的keil等，都是在簡化編程方法，減少編程錯誤，智能化了。

2. 用單片機可以代替PLC嗎

當然可以了。
在簡單的應用場合，用單片機就足矣。
復雜的應用，用單片機就麻煩一些，不如用PLC方便。

3. PLC與單片機相比，有什麼優勢

PLC與單片機相比優勢是：高可靠性、強抗干擾能力、編程方便、使用便捷、惡劣工業環境適用強。

PLC控制系統，可編程邏輯控制器，專為工業生產設計的一種數字運算操作的電子裝置，它採用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業控制的核心部分。

自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發展，在世界各地得到了廣泛應用。

同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術、網路技術的不斷發展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限於邏輯控制，在運動控制、過程式控制制等領域也發揮著十分重要的作用。

(3)單片機替代plc擴展閱讀：

PLC基本結構

PLC控制器實質是一種專用於工業控制的計算機，其硬體結構基本上與微型計算機相同。

1、中央處理單元

中央處理單元(CPU)是PLC控制器的控制中樞。它按照PLC控制器系統程序賦予的功能接收並存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，並能診斷用戶程序中的語法錯誤。

當PLC控制器投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，並分別存入I/O映象區，然後從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋後按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。

等所有的用戶程序執行完畢之後，最後將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。

為了進一步提高PLC控制器的可靠性，近年來對大型PLC還採用雙CPU構成冗餘系統，或採用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。

2、存儲器

存放系統軟體的存儲器稱為系統程序存儲器。存放應用軟體的存儲器稱為用戶程序存儲器。

3、電源

控制器的電源在整個系統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此PLC的製造商對電源的設計和製造也十分重視。一般交流電壓波動在+10(+15%)范圍內，可以不採取其它措施而將PLC控制器直接連接到交流電網上去。

4、程式輸入裝置

負責提供操作者輸入、修改、監視程式用作的功能。

5、輸入輸出迴路

負責接收外部輸入元件信號和負責接收外部輸出元件信號。

4. 學PLC有用嗎

【PLC的用處】PLC，與工控機IPC ，單片機統稱為工業自動化三大支柱，目前的工業自動化控制都可以用PLC來完成。PLC在工業自動化中現已經成了必不可少的一部分，它的應用較為廣泛，因它的使用簡單，穩定性好，功能比較強大，價格也為適中，編程也較為方便，它可以用於溫度、邏輯、濕度、壓力、比量、運算、人機等很多種控制系統中，現代工業中80%都使用PLC控制的；目前，學好PLC，可以非常容易地找到報酬豐厚的工作。
【PLC】可編程邏輯控制器，它採用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。