工业控制为何用PLC而不用嵌入式
嵌入式系统与智能控制技术:两种技术的优缺点
嵌入式系统与智能控制技术:两种技术的优缺点随着科技的进步和应用范围的不断扩大,嵌入式系统技术和智能控制技术已经成为现代工业和生活中不可或缺的两大技术。
嵌入式系统技术可以实现物联网、智能家居和智慧城市等各种领域的智能化,而智能控制技术能够在生产、交通、医疗等领域提高效率和质量。
本文将从优缺点两方面分别考察这两种技术,以期为读者提供更全面、客观的认识。
一、嵌入式系统技术嵌入式系统是一种基于计算机硬件、软件和嵌入式操作系统的特殊系统,它常被嵌入到各种非计算机设备中,包括家用电器、汽车、工业控制系统等各种设备。
嵌入式系统技术的发展使得这些设备能够智能化、互联化、远程控制和管理。
以下从优缺点两方面考察嵌入式系统技术:优点:1.高度可靠性:嵌入式系统可以在极端条件下,如高温、低温、高压、高湿度和强电磁场等条件下,保持高度可靠性,从而保证了设备的安全性和稳定性。
2.低功耗:考虑到很多嵌入式系统需要长时间运行,因此功耗成为了一个重要的考虑因素。
嵌入式系统能够通过调整频率、电压等参数实现低功耗,在长时间工作期间不仅可以保持高效稳定,同时也可显著降低运行成本。
3.精简设计:嵌入式系统能够从整个计算机系统中裁剪不必要的功能,仅保留必要的硬件和软件,从而可以更精简地设计和制造,提高运行效率和可靠性,并减少成本。
缺点:1.开发难度大:由于嵌入式系统应用范围广泛,特性不同,不同设备的硬件和软件需求也不同,因此开发难度大,需要专门的工程师团队进行深度开发。
2.易受攻击:由于嵌入式系统通常需要在互联网和服务器上进行远程控制和监测,因此也容易受到网络攻击的威胁,安全性问题需要得到充分注意。
3.不方便维护:嵌入式系统通常是嵌入到设备硬件中的,如果需要维修或更新系统,需要对整个设备进行开拆,这会带来更大的人力和物力成本。
二、智能控制技术智能控制技术,在很多实际应用场景中能够发挥重要作用,如机器人、自动化生产线、交通管理系统等。
智能控制技术能够自动化执行各种操作,提高效率和质量。
单片机、嵌入式系统、PLC的介绍、比较及应用
单片机、嵌入式系统、PLC的介绍、比较及应用[摘要]单片机、嵌入式系统、PLC在相关领域中承担着重要角色,是实现控制功能的重要载体,在功能上三者即有交叉又有不同,在其他方面也各有千秋。
因此,三者在应用上会出现相同和不同之处,针对不同的方案将会有不同的最佳选用方法。
本文对片机、嵌入式系统、PLC三个产品进行了详细的介绍,并针对各自的特点,总结出了其应用领域。
【关键词】单片机;嵌入式系统;PLC;特点;应用信息技术正在突飞猛进的发展,其应用已深入到各个领域及各个方面。
目前,越来越多的电子产品正朝着智能化、微型化、低功耗的方向发展,有些产品还需进行实时控制、信号处理等。
电子系统的复杂性正在不断的增加,其迫切要求电子设计技术也需有相应的变革及飞跃。
单片机、嵌入式系统、PLC以其各自的特点满足了不同的需要,从各个领域、各个层面改变着世界,它们已成为数字时代的核心动力,促进并推动着信息技术的快速发展。
1.单片机单片机也称单片微电脑或者单片微型计算机。
其是把中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、输入/输出端口(I/O)等主要的计算机功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
可以说现在是单片机百花齐放的时期,世界上各大芯片制造公司都已经推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,应有尽有,数不胜数,它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供了广阔的天地。
单片机系统由不同的软、硬件系统组成,其具有以下主要特点:(1)更加强大的控制功能,通过对芯片进行级扩展就能完成对几乎所有现场的控制。
(2)茶农体积小,占用的空间小,嵌入容易。
(3)运行速度快,实时性好。
(4)使用简单,通常可通过按键来进行操作,有数码管或液晶屏等显示方式。
(5)生产成本低,但是通用性差,具有较大的设计难度,以及较长的开发周期。
(6)对出现的故障进行查找较难,同时可维护性差。
一旦单片机系统发生故障,通常软硬件故障都会较难查找发现。
对比分析单片机、嵌入式、PLC的前途和钱途!结果出乎意料!你认为哪个方向更好呢?
对比分析单片机、嵌入式、PLC的前途和钱途!结果出乎意料!你认为哪个方向更好呢?首先说一下嵌入式的标准定义——“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。
由定义可知实际上很广泛,广泛到单片机、PLC、工控电脑等很多东西实际上都是归属于嵌入式范畴。
但国内教育一般是将可编程控制芯片按照功能强弱进行分层,功能较强的归类给嵌入式,特别是适合跑WINCE、安卓之类轻量级系统的处理器或FPGA、DSP、CPLD等可编程集成电路。
能效差、主跑裸机特定程序、应用比较低端的归给单片机。
而无论是什么层次的单片机为核心,只要是加强了稳定性和针对工业环境设计、使用语句表和图形化快速编程方式编辑工作逻辑的IO控制系统归类为PLC。
从面向工资的角度来说,假设题主不升学历的话,推荐优先选择序列如下:1、嵌入式(ARM+Linux):可对接工业机器人、物联网、高端3C产品设计,但要去补课,主要是补充信号处理方面的知识,可不追求精深,但要了解。
工资水平根据选择企业和行业特点决定,相比3、4要好点。
2、嵌入式(FPGA、CPLD等集成电路设计):这条路基本上是走信号处理的道路,对数学、信号、模电理论等有很深的功底要求,一般能顺利工作的起点多为硕士,但若有兴趣喜欢做,本科能做好的也有。
理论上,薪水是第一位,但工作难度也是第一位。
3、单片机:相关产品举例——电饭锅、豆浆机、智能化程度不高的家用电器之类的,同质化严重,能干的人也不少,竞争相对激烈,产品利润低,导致薪水以及未来薪水涨幅都不是太好。
但比PLC强一点。
4、PLC:悲催的PLC,最不推荐做的一个方向。
搞PLC的一般都在各地的中小自动化公司或大公司的设备部,加班是常事,薪水不会太高,因为中专水平开始就可以抢你饭碗,技术附加值现在很低,跳槽也没啥好发展。
------对此也有人反对:@江南一条鱼鱼对此,你怎么看呢?。
嵌入式系统和传统工控机的系统比较
嵌入式系统和传统工控机系统比较部分需求嵌入式系统传统工控机系统环境(温湿度、电量、状态等监测) 一体设计,隨插即用,將需要监控点的传感器接上即可。
符合大型机房监控需求、扩充性佳采用PLC设计,各厂牌相容性不佳、扩充不易。
功能性往往因地制宜,工控机组态软件修改,受制于厂商,並不适用于IT行业使用视频监控网络视频服务器,与所有监控点整合並有互动,达到全面监控的实质目的工控机DVR系统品牌众多。
目前厂商无法有效解決监控图像和窄带传输的整合。
网络Internet浏览器界面单一IP对外,嵌入式系统稳定性佳,具Internet 设备所有标准各系统需外接Ethernet转换模块组,每一系统一个IP,对MIS人员管理是一大负担系统级Web软件单一Web界面系统软件,专为IT行业所需设计,一键安裝,数据可提供与SQL等大型Database连接量身定做,价格不一。
与以上各系统皆不相容。
工控机组态软件整合极为困难,並无法提供数据库以供连接。
安装架设所有接点集中与本机安装便利,软件安裝也是可以自己一键安裝需由以上厂商分別安裝不同组态系統,整合测试为几天工程,软件厂商再测试將花费更多时间远程维护將嵌入式监控设备上架后设定IP后经过Internet,总部即可远程监控一般不可能,系统费用高费 用监控用的工作站使用普通PC价格低,单一价格评估,整体报价容易,审核方便建设成本、维护成本和扩容成本都低监控用工作站使用专门的工控机价格高,整合所有分布系统时因地制宜,评估报价不易,组态系统价格高,建设成本、维护成本和扩容成本都高稳定性功耗低、可靠性高、性价比高、抗冲击性、防异物和病毒侵入,占用空间小、在工业领域特别是一些对系统体积有很高要求的高科技领域,如宇航,交通以及环境比较恶劣的地方,都有它的身影。
而且它在网络方面也有很大的优势,组网能力强,能组成大型的网络监控系统。
工控机体积比较大,功耗大,移动性差,因为美国微软公司windows操作系统,所以容易受病毒侵染。
为什么在工业上多用PLC而不是单片机
为什么在工业上多用PLC而不是单片机PLC自1969年在美国诞生以来它就是为了解决当时工业控制领域中一些特殊的控制需要,由于在试用期间它的运行情况表现很出色,慢慢地PLC 就在工控界发挥着越来越重要的作用了。
到目前为止PLC已经成为了工控领域中的核心控制器件了,我所在的单位中很多设备中都是选用的PLC作为核心控制器件,比如机器人多功能工作台上就有西门子S7-1200的PLC,它作为机器人本体的外设专门负责机器人与其它器件的协调控制工作,比如各类传感器所检测到的信号首先要送入到PLC,然后通过PLC内部程序的处理后得到的开关信号告知工业机器人启动、暂停或者复位等一系列动作。
另外还有数控机床中也使用了内置式PLC装置。
由此可见在工业控制领域中PLC的使用是随处可见的,下面我来说说在工业控制中为什么对PLC情有独钟。
PLC在工业控制领域中的优点在工业控制领域中PLC作为不二的选择,它到底有哪些魅力让工业控制系统的设计技术人员对它如此重视呢?在我看来主要体现在以下几个方面,其一是PLC具有很强的抗干扰能力和很高的可靠性,在我们单位实验室中有近20台PLC,自从2005年实验设备进来之后,每天都在运行工作,到目前为止PLC模块还没有出现过故障,其它模块都已经换了一个又一个了,从这点可以看出PLC的可靠性有如此之高,据我所知在一些品牌的PLC中还采用了冗余的CPU(中央处理器),像这样的PLC无故障的时间会更长。
接下来我再聊聊关于PLC的抗干扰能力强的问题,PLC在设计之初就已经考虑到了它所工作的环境,在工业环境中可能会有很强的磁场干扰,电路中的高次谐波干扰等等,因此从PLC内部电路元器件的选择上就选择了高质量,性能好的元器件,比如它的微处理器CPU就采用了抗干扰能力强的CPU。
在电路的设计上就采用了多重抗干扰技术,我们从电源上讲就使用了多级滤波技术,后面还使用了集成的稳压块进行稳压,这样以来不管是外部电源高次谐波的影响还是电源电压的波动,PLC都能泰然处之。
嵌入式系统在工业控制中的应用
嵌入式系统在工业控制中的应用
嵌入式系统已经成为现代工业控制中不可或缺的一部分。
它们主要用于控制和监控各种工业过程,以及为工业自动化提供支持。
嵌入式系统具有高效、可靠、灵活和可定制等特点,可以满足不同工业领域的需求。
在工业控制中,嵌入式系统常常被用于控制各种机器和设备。
例如,在制造业中,嵌入式系统可以用于控制生产线上的机器人、传送带和机床。
在能源行业,嵌入式系统可以用于控制发电机、输电线路和变电站等设施。
此外,嵌入式系统还可以用于控制供水、供气和供暖等基础设施。
嵌入式系统的应用还可以扩展到工业自动化、物联网和人工智能等领域。
例如,在工业自动化中,嵌入式系统可以通过传感器和执行器与其他设备进行通信,以实现自动化生产和控制。
在物联网中,嵌入式系统可以用于连接物理设备和互联网,实现智能化控制和监控。
在人工智能领域,嵌入式系统可以用于实现机器学习和深度学习等算法,以提高工业控制的效率和精度。
总之,嵌入式系统在工业控制中的应用已经变得越来越广泛。
随着技术的不断进步,嵌入式系统将继续发挥其独特的优势,为工业控制带来更多的创新和改进。
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为什么PLC在工业控制领域中如此重要
为什么PLC在工业控制领域中如此重要PLC(Programmable Logic Controller)即可编程逻辑控制器,在工业控制领域扮演着重要的角色。
本文将从多个角度探讨PLC在工业控制领域中的重要性。
一、提高自动化水平PLC作为工业控制领域最重要的设备之一,可以通过编程实现自动化控制和监控。
传统的控制方式需要人工操作,效率低且容易出错。
而PLC可以通过编程来控制工业过程,实现自动化的操作和监控。
这不仅提高了工作效率,还降低了人为错误的发生概率。
通过PLC的自动化控制,可以更好地应对工业生产中的复杂性和大规模操作,从而提高整体的自动化水平。
二、灵活性和可编程性PLC的可编程性是其在工业控制领域中的关键优势之一。
PLC可以根据不同的控制需求进行自由编程和配置,灵活应对不同的工业场景和需求。
无论是控制一台机器还是整个生产线,PLC都能够根据实际情况进行编程和调整,以满足不同工艺流程和生产要求。
这种可编程性不仅简化了控制系统的设计和维护,同时也为工业控制带来了更大的灵活性和适应性。
三、可靠性和稳定性PLC在工业控制领域中具有出色的可靠性和稳定性。
PLC采用了先进的硬件和软件技术,具备高度的稳定性和抗干扰能力。
PLC的硬件设计和制造严格符合工业环境的要求,能够在恶劣的工业场景下长时间稳定运行。
同时,PLC的软件系统经过严格测试和验证,确保了程序的可靠性和稳定性。
这使得PLC成为工业控制系统中不可或缺的一环,保障了生产过程的连续性和稳定性。
四、快速响应和实时监控在工业控制领域,对生产过程的实时监控和迅速响应是必不可少的。
PLC具备快速响应和实时监控的能力,能够对工业过程进行实时监测和控制。
通过PLC,可以实时获取传感器、执行器等设备的数据,并根据实时数据做出相应的控制和调节。
这使得工业控制系统能够对生产过程及时作出反应和调整,提高了工业生产的效率和质量。
五、可扩展性和兼容性随着工业技术的发展和需求的变化,工业控制系统需要具备良好的可扩展性和兼容性,以适应不断变化的工业环境和需求。
嵌入式系统及其在工业控制中的应用
嵌入式系统及其在工业控制中的应用嵌入式系统是指集成了特定功能的电子系统,能够针对特定任务执行特定操作。
由于其集成度高、功耗低、性能稳定等特点,嵌入式系统在工业控制中有着广泛的应用。
工业控制是指对工业生产过程的控制与管理,包括传感器采集、信号处理、控制算法设计等多个细节工作。
随着科技的不断发展,传统的工业控制方式已经无法满足现代工业对高效、节能、智能生产的需求。
因此,嵌入式系统的应用成为了目前工业控制模式的主流趋势。
顾名思义,嵌入式系统通常是嵌入到其他设备中,包括工业自动化设备、机器人、智能排产系统等。
这些嵌入式系统有着清晰的架构设计和功能拓展,并能够为工业控制提供高效的数据处理、实时通信、智能控制等功能。
嵌入式系统的应用从一个当前的事实出发:嵌入式技术软件和硬件元件的成本持续下降,而且它也正越来越灵活、可靠和通用,所以工业智能化的控制系统要求更高的精度、强大的计算能力和卓越的实时性。
嵌入式系统具有多种网络通信模式,如串口、以太网、WiFi和蓝牙等,并且具有实时性强、模块化、可扩展性强等优点,可以满足工业控制系统对高效、高性能、可靠的要求,为生产线操作提供了强大的支持。
嵌入式系统的普及使得智能化工业生产成为了一种可能,在这个过程中,嵌入式系统也扮演着重要的角色。
在工业领域中,嵌入式系统有着广泛的应用。
例如,机器人和自动化生产线需要快速、准确地对运动进行控制,而嵌入式系统可以提供实时控制的功能。
在医疗行业中,嵌入式系统可以用于医疗设备的控制和管理,例如病房温度控制、医疗设备监测等。
因此,嵌入式技术在工业控制中的应用前景看好,未来将会有更多的复杂控制和智能化应用走进我们的生活中。
当然,要想使得嵌入式系统的应用更为普及,还需要解决一些问题,如动态性能测试和可靠性保障等,这样才能充分发挥其在工业控制领域中的巨大潜力。
嵌入式与PLC之间有什么关系?
嵌入式与PLC之间有什么关系?
嵌入式
目前有一种说法,是目前市面上80%以上的电子产品实际上都是嵌入式产品,这样说是有道理的。
个人通信与娱乐系统:手机、数码相机、智能音响、可穿戴电子产品、PSP游戏机等;
家电类产品:数字电视、智能小家电产品、扫地机器人等;
办公自动化:打印机、复印机、传真机等;
医疗器械:生化分析仪、血液蛋白分析仪、CT等;
网络通信类:通信类交换设备、网络设备(交换机、路由器、网络安全)等;
汽车电子类:安全系统、引擎控制、汽车导航系统等;
工业控制类产品:工控机、交互式终端(POS、ATM)、安全监控、数据采集与传输等;
军事及航空类:无人机、雷达、作战机器人;
这些全部都属于电子产品,也都属于嵌入式产品领域,按照这种逻辑可以对嵌入式进行深一步的认识,嵌入式是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分
计算机系统:这套系统在此处指的实际上就是电子电路的那一部分,本质就是各种开发板和芯片。
装置和设备指的就是产品的外壳。
也就是说,将开发板作为一套系统,嵌入到设备外壳中,组成的产品,就是嵌入式产品。
PLC
PLC叫做可编程控制器,如果你将PLC拆开就会发现,PLC的本质也是一块开发板,嵌入到PLC的外壳中,所以说,PLC实际上就是一种嵌入式产品,只不过对于扫地机器人这类电子产品,他可以进行二次编程开发,所以称作可编程控制器。
关于单片机、PLC和嵌入式的对比浅析
关于单片机、PLC和嵌入式的对比浅析嵌入式是一个大概念,可以说单片机的知识是嵌入式的一个子集。
软件层次上,可以简单分为驱动,系统,应用这3块。
基于的硬件至少包括MCU,DSP,SOC 等。
一般说来,搞过几年单片机的人,对MCU+驱动+简单系统+简单应用熟,但对操作系统和复杂应用不熟。
碰到说自己搞嵌入式的人,就鱼龙杂混,要详细问才能判断水平。
对于学生来说,如果看到招聘的职位,嵌入式可以学习和发展的想象空间大,但是很有可能做的事情和桌面开发差别不大,见到内行了都不好意思说自己搞嵌入式的;单片机能学到的东西是有保障的,但想象空间固定些。
嵌入式/单片机领域里,学电子,通信,计算机,软件出身的比较扎堆。
以下单说说PLC1,20K IO点和20个IO点,都是PLC,嗯。
工资的话。
2,PLC仅仅是工厂自动化中大量应用的一种器件,派生的:传感器,通信,驱动(伺服,变频),弱电(0.6KV以下),组态,DCS都可以归属到PLC里。
从目前我接触到业内的公司里本地代表处的技术人员,能贯通这些的基本木有(本地区号02X)3,搞PLC你就只搞PLC了吗?自动化是为过程和工艺服务的,你不融会贯通,你就没有核心竞争力,还比不上码农呢。
4,PLC的技术含量并不低,不软不硬,但是对付的是各种难缠的应用和客户。
最近我们一个小项目,诊断和报警代码10K行,C写的。
5,企业的自动化维护人员和OEM商是天与地的区别,前者对着电器图检查一下线路就算是主要工作了,现在哪家用户变更的时候会叫本厂的人来做,还不是叫乙方来。
所以,当乙方是不爽,也累,但是你学得到真功夫。
6,西门子工业自动化下,控制器为:200,300,400,1200,1500 。
嗯,先不说跨厂家,也不说WINAC这个软PLC。
你能把这5种吃透,吃透的定义是:你不仅仅会看程序。
而是接到一个应用/项目时,你脑海里会有详细的步骤,分解应用,选型,程序大概怎么设计。
OK,你的工资应该会符合你的期望的。
嵌入式系统与工业自动化
嵌入式系统与工业自动化在当今高度技术化的社会中,嵌入式系统和工业自动化已经成为许多行业中的关键技术。
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,集成在其他设备或系统中,用于控制和管理各种功能。
工业自动化则是利用嵌入式系统和其他相关技术,实现生产过程的自动化和智能化。
本文将探讨嵌入式系统与工业自动化的关系,以及它们对现代工业生产的影响。
一、嵌入式系统在工业自动化中的应用嵌入式系统在工业自动化中扮演着重要角色。
它们被广泛用于各种设备和领域,如机器人、自动化生产线、监控系统等。
嵌入式系统的特点是体积小、功耗低、功能强大,可以根据实际需求进行定制开发。
通过高度集成的硬件和灵活的软件设计,嵌入式系统能够提供稳定可靠的控制和管理功能,满足工业自动化的需求。
在机器人领域,嵌入式系统被广泛应用于机器人控制和导航系统中。
它们能够实时处理传感器数据,并做出相应的决策和指令。
通过与各种传感器和执行器的连接,嵌入式系统可以控制机器人的运动、抓取物体、执行各种任务。
这大大提高了生产效率和质量,减少了人工操作的需求。
在自动化生产线中,嵌入式系统被用于控制和管理各个环节。
它们可以实时监测设备状态、调整参数、优化产品流程等。
通过嵌入式系统的智能控制,工业生产线可以实现自动化运行,大幅提升生产效率和产品质量。
此外,嵌入式系统还能够收集和处理生产数据,提供实时统计和分析,帮助企业做出决策和改进。
二、工业自动化对嵌入式系统的要求工业自动化对嵌入式系统提出了诸多要求。
首先,嵌入式系统需要具备高度可靠性和稳定性。
在工业生产环境中,设备和系统会面临复杂的工况和操作条件,嵌入式系统必须能够在恶劣环境下正常工作,并保证数据的准确性和稳定性。
其次,嵌入式系统需要具备实时性和响应能力。
在工业自动化中,及时的响应和控制非常关键。
嵌入式系统必须在毫秒级的时间内对传感器数据做出反应,并发送相应的指令。
这要求嵌入式系统的硬件和软件设计具备高度的并发性和实时性。
另外,嵌入式系统需要具备通信和互联能力。
PLC和单片机在工业控制中有效应用的区别和联系分析
PLC 和单片机在工业控制中有效应用的区别和联系分析摘要:在电子产业快速发展的影响下,单片机实现了广泛应用,随处可见。
而PLC的使用范围则相对缩减,主要应用于电力电子与机械制造等能源类型领域,在一定程度上弥补了传统继电器的缺陷,能实现传统继电器的多元化功能,即顺序控制、电动机控制等等,还可以基于A/D转换实现模拟控制,即水温监测控制、温度与压力控制。
其中,应用最广泛的就是基于PLC的控制系统,尤其是在数控车床与机器人的加工制造中。
本文主要针对PLC与单片机在工业控制中有效应用的区别和联系进行了详细分析。
关键词:PLC;单片机;工业控制;区别联系1单片机系统特点单片机系统的单片机内部是嵌入式控制系统,主要包括硬件与软件系统两部分,单片机控制功能更强大,覆盖面也非常广。
因为单片机是依赖于芯片进行操作控制的,这与现代化信息技术发展要求明确相符,其对于复杂操作也能够基于单片机进行,而单片机在硬件设计与指令方面的操作已经有了更多进步,其能够促使单片机广泛应用到智能设备中去。
其中最大的优势是体积小、操作简单、生产成本较低,因为是嵌入式机芯,内部主要包含集成电路板与芯片。
当前,单片机主要应用到便携式设备中去,在以后单片机也将会实现在大型设备自动化控制中的有效应用,从而也就为工业自动化控制发展带来了全新的发展机遇。
单片机内部一般会选用汇编语言和C语言等编程方式,其具备执行速度快与效率高等优势,在工业操作中的应用更具优势。
单片机主要包括芯片、元件、PLB板,这些器件的生产成本比较低,通用性也很差,在选择设备的时候,具备一定针对性,而且设计难度比较大,开发试验周期较长,这都是单片机所具备的特性。
另外,还有一些缺陷,其中最大的缺点是故障查找难度较大,如果出现故障,维护不及时,硬件故障与软件故障查找难度都很大。
2 PLC特点PLC模式的实用性非常高,其具备较高的可靠性与抗干扰性,能够对电气设备进行实现有效控制,并合理利用现代化规模集成电路,保证日常生管理环节实现进一步优化完善。
工业自动化中的嵌入式技术
工业自动化中的嵌入式技术随着技术的不断发展,工业自动化已经成为现代工业化生产的一个必要的组成部分。
而嵌入式技术则为工业自动化带来了更为高效和智能的解决方案。
本文将探讨工业自动化中的嵌入式技术,包括其应用领域、技术特点、发展趋势等方面。
一、应用领域嵌入式技术是指将计算机技术嵌入到其他设备中,从而实现特定功能的技术。
在工业自动化中,嵌入式技术广泛应用于各种控制系统中,包括工业自动化控制系统、机器人控制系统、智能制造系统等。
1、工业自动化控制系统在工业自动化控制系统中,嵌入式技术主要应用于PLC(可编程逻辑控制器)和DCS(分布式控制系统)等控制器中。
PLC是一种常用的工业控制器,具有可编程性、可靠性和安全性等特点。
而嵌入式技术则为PLC控制器带来更高效、更可靠的解决方案。
DCS则是一种分布式控制系统,主要应用于工业过程控制和监控中。
在DCS系统中,嵌入式技术可以提供更为高效和智能的控制和监测功能,从而提高生产效率和产品质量。
2、机器人控制系统机器人控制系统是指将计算机技术应用于机器人的控制和操作中。
嵌入式技术可以为机器人控制系统带来更为高效和智能的解决方案,从而实现更加精准的操作和控制。
3、智能制造系统智能制造系统是指将计算机技术与现代制造工艺相结合,实现自主、高效和智能化的制造系统。
嵌入式技术可以为智能制造系统提供更为高效和智能的控制和监测功能,实现更快速和精准的制造流程。
二、技术特点嵌入式技术在工业自动化中具有多种特点,包括可靠性、高效性、安全性和智能性等。
1、可靠性工业自动化中的控制系统需要具备高可靠性,以满足生产环境的复杂和严苛的要求。
而嵌入式技术具有高度的可靠性,从而可以满足工业自动化控制系统对可靠性的要求。
2、高效性工业自动化需要高效的控制系统,以提高生产效率和产品质量。
而嵌入式技术则可以为控制系统带来更高效的解决方案,从而提高生产效率和产品质量。
3、安全性工业自动化控制系统需要具备高度的安全性,以保证生产环境和生产设备的安全稳定。
为什么在工业上多用PLC而不是单...
为什么在工业上多用PLC而不是单...(PLC编程只要有绘制电气原理图的能力它的梯形图编程就能很好入门)/answer/6588009414467256584/?app=news_article&app_id =35&share_token=d755e71c-02eb-4764-bd03-1423ebc067ec刚开始单片机在工业应用的,后来由于工业控制的复杂化在加上单片机的性价比等因素,得不到推广于工业领域。
至九十年代,电子产品的来潮,单片机才迎来真正属于自己的一片天。
工业领域不能因为单片机而止步不前,于是在传统继电器控制基础上研发出可编程逻辑控制器(PLC)。
消费电子产品更新换代快,而单片机成本也低且便于量产,对电子产品最好不过了。
不像工业上用的需要稳定可靠还要用的久,虽然PLC贵但是用时久了也相当于把成本降低了。
工业上多用PLC而不是单片机,也是有原因的。
工业控制领域对稳定性和可靠性要求高,不能三天打渔两天晒网,对企业损失是巨大。
工业控制环境恶劣,有防护等级要求、设备露天作业等,遇到雨天、潮湿天气、极寒天气,单片机运行能稳定不?可靠性不敢恭维!在工业领域,I/O点动不动成百上千,单片机肯定抗不住,PLC都要弄套冗余系统以防万一,单片机很难办到。
工业控制只是它其中一部分,用过PLC的都知道。
需要数据采集、通讯、上位、组态,运动控制及显示,得完全依赖工业体系与通讯协议造成,单个的单片机是搞定不了的。
比如MODBUS、OPC、PROFIBUS的实现。
开发周期短于单片机,门槛低,不像单片机编程的C语言、汇编语言对于初学者难度大,而PLC编程只要有绘制电气原理图的能力,它的梯形图编程就能很好入门。
拿开发周期而言,一个人开发能不?等你弄出来PLC早已经做好准备上现场了。
大型项目的高压设备启动运行,小小单片机不得玩死。
适用人群也不同,单片机主要是电子工程师而PLC是电气工程师,这两种不同的职业,肯定融合不了,说白了很多电气工程师都不知道玩C语言、汇编语言之类的开发语言。
浅谈PLC和单片机在应用中的区别
浅谈PLC和单片机在应用中的区别PLC和单片机是现代工业自动化中常用的控制器。
尽管它们都可以实现自动化控制,但它们却有着明显的不同。
本文将着重探讨PLC和单片机在应用中的区别。
PLC是工业控制中的核心控制器。
它的功能是控制、监视和执行工业自动化系统中的操作。
PLC也称可编程逻辑控制器,是一种由硬件和软件组成的集成器件。
它的硬件模块通常包括中央处理器、内存、输入和输出模块、通信模块和电源等。
软件模块包括编程软件和操作系统软件等。
PLC的最大优势是其高度可编程性和灵活性,因此它可以快速适应任何工业环境下的需求。
相比之下,单片机是一种微型电子控制器,通常应用于低级别的控制应用。
它的设计目的是为了在小型电路板上实现自动控制。
单片机具有一个中央处理器、存储器和输入/输出引脚等基本硬件组成部分。
它也有自己的编程软件和相关工具。
单片机最大的优势是其小型化和低功耗特性,因此它适合于嵌入式应用,比如智能家居中的温控器、智能电器等。
在应用中,PLC和单片机的最大区别在于其运算的种类和适用情况。
PLC主要应用于复杂的大型控制系统,这些系统需要高可靠性和高性能。
例如,PLC可用于电力系统、化工制造及机械加工等行业,其中需要处理大量的数据和信号,并且要求高可靠性和稳定性。
单片机则更适用于小型控制系统,比如家居应用、电子玩具和小型机器人等,在这些应用中,重点在于实现低成本、低功耗和高灵活性。
此外,PLC和单片机的编程语言也有所不同。
PLC通常使用类似于结构化文本语言(STL)的编程语言,以实现高级逻辑功能。
而单片机则通常使用类似于C语言的编程语言。
虽然PLC和单片机有着不同的使用场景,但它们都具有高度的可编程性和灵活性,为自动化控制提供了重要的技术支持。
在实际应用中,需要根据实际需求选择PLC或单片机,以获得最佳的控制效果。
单片机、DSP、PLC、CPLD、FPGA、嵌入式的区别
81632DSP:数字信号处理器,处理器采用哈弗结构,工作频率较高,能大幅度提高数字信号处理算法的执行效率。
MCU:微控制器,主要用于控制系统,工作频率一般来说比DSP低,硬件上具有多个IO 端口,同时也集成了多个外设,主要是便于在控制系统中的应用。
至于ARM处理器,个人认为是MCU的高级版本,ARM本身只是一个内核,目前已经有多个版本。
CPLD:复杂可编程逻辑器件FPGA:现场可编程门阵列后两者都是可编程器件,CPLD目前一半采用FLASH技术,而FPGA采用SRAM技术,这就决定了FPGA需要采用特定的配置技术。
同时FPGA的规模要比CPLD大得多,但CPLD应用起来相对要简单的多单片机单片机是集成了CPU ,ROM ,RAM 和I/ O 口的微型计算机。
它有很强的接口性能,非常适合于工业控制,因此又叫微控制器(MCU) 。
它与通用处理器不同,它是以工业测控对象、环境、接口等特点出发,向着增强控制功能,提高工业环境下的可靠性、灵活方便地构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。
所以,单片机有着自己的特点。
品种齐全,型号多样自从INTEL 推出51 系列单片机,许多公司对它做出改进,发展成为增强型51 系列,而且新的单片机类型也不断涌现。
如MOTOROLA 和PHIL IPS 均有几十个系列,几百种产品。
CPU 从8 ,16 ,32 到64 位,多采用RISC 技术,片上I/O 非常丰富,有的单片机集成有A/ D ,“看门狗”,PWM ,显示驱动,函数发生器,键盘控制等,它们的价格也高低不等,这样极大地满足了开发者的选择自由。
低电压和低功耗随着超大规模集成电路的发展,NMOS 工艺单片机被CMOS代替,并开始向HMOS 过渡。
供电电压由5V 降到3V ,2V 甚至到1V ,工作电流由mA 降至μA ,这在便携式产品中大有用武之地。
DSP 芯片DSP 又叫数字信号处理器。
顾名思义,DSP 主要用于数字信号处理领域,非常适合高密度,重复运算及大数据容量的信号处理。
【推荐下载】嵌入式SoC挑战PLC 工业控制将进入全面互连时代
张小只智能机械工业网张小只机械知识库嵌入式SoC挑战PLC 工业控制将进入全面互连时代 以制造工业控制计算机起家的台湾研华科技股份有限公司对嵌入式技术在工业控制领域中的应用,尤其是具备互连功能的嵌入式SoC的前景寄予了很高期望。
该公司声称,传统的可编程逻辑控制器(PLC)终将让位给嵌入式SoC,因为未来是一个互连无处不的时代:无论是工业设备、家电还是个人移动电子设备都将实现互连,其中支持互连网协议的嵌入式SoC是关键所在。
研华已经开发出了基于RISC和CSIC的嵌入式SoC芯片,开始大胆挑战像ABB和欧姆龙这样的自动化控制巨头。
据了解,目前从事工控领域SoC芯片开发的只有为数不多的几家日本、韩国和台湾地区厂商,而在我国大陆则几乎还没有厂商完全地介入。
大陆嵌入式处理器技术供应商苏州国芯科技市场部经理张明介绍道:我们基于C*Core的C210DS适用于移动设备、汽车电子、家用电器和工业过程控制等。
不过由于缺乏应用开发商的配合,国芯科技的技术目前还是主要局限于信息安全领域。
尽管也有国内客户提出要把我们的嵌入式核心技术用于工业控制,但由于受产量规模等的限制,具体的合作有一定困难。
张明解释道。
他同时认为,研华科技已经在工业控制领域拥有大量客户,开发嵌入式SoC芯片具备了市场优势。
不过,欧姆龙自动化(我国)集团社会基础设施发展事业部主管夏国华强认为,嵌入式SoC未必就会把PLC淘汰出局。
我不否认在工业控制方面,一个趋势是各级控制器之间需要具备更强大的数据交换能力。
但事实上,近年来PLC本身也在发展,目前具备以太网通讯能力的PLC产品也已经发展到很成熟的阶段,而一些PLC产品中也已经采用了功能和PC机一样强大的CSIC处理器(X86指令兼容),可以处理和控制非常复杂的设备操作(如数控机床)。
他辩论道。
为什么工业设备都是不用单片机控制的?
为什么工业设备都是不用单片机控制的?
首先,纠正一点:并不是所有的工业设备都不用单片机控制,有一些设备是可以也正在用单片机控制。
当然了,大部分的工业设备都用PLC。
但是,现在PLC的核心一般还是单片机。
在我看来,工业设备不用单片机控制主要基于三点考虑:工业设备要控制大功率电器;工业设备现场环境干扰多,工业设备现场需要方便的编程调试。
一、单片机不适合控制大功率设备
单片机一般的工作电压是3~5V,同时单片机输出的信号也肯定是这个范围内了,这是典型的弱电信号,在复杂的工控环境中,一般都是强电信号,大电流、大功率的控制
二、单片机容易收到工业现场环境干扰
从第一条中我们知道,单片机在工业环境下很容易受影响,导致系统可靠性低。
工业控制过程要求的是安全第一,可靠性不好就不能保证安全,但是单片机的可靠性就没有plc高。
三、工业现场需要能够方便的调试
单片机开发又需要做很多底层的东西,并且程序一般固化在单片机内部,功能一旦确定不容易更改。
而PLC采用梯形图语言编程,在现场就可编程操作。
更重要的是plc提供了很多现成的模块和功能,已经封装好了,使用的时候只需要进行简单的调用就可以了。
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工业控制为何用PLC而不用嵌入式?
工业控制中用PLC和嵌入式系统,如果说大部分都是PLC,那也不准确。
用嵌入式的场合
如果仔细留意的话,如果是批量生产的标准工业产品,并且里边需要有一些复杂的运算的话,通常会用到嵌入式系统。
比如变频器,标准工业机械手,一些专机设备等等。
有些产品是批量生产的,最开始采用嵌入式系统来专项研发时,需要投入一定的财力和人力去做研究,调试等等。
一旦研发成功后,期初的研发费用会直接分摊到后期批量生产的每个单独产品中,这样会使整个产品的研发分摊费用极大的降低。
如果只是批量生产设备,应该说嵌入式要比PLC的硬件成本便宜不少。
另外,很多场景中,用PLC是不理想的,比如有些产品里需要大量复杂的运算,比如变频器内的大量的电机拖动和控制算法的计算,再比如现在自动化搬运机器人的SLAM导航算法等等,也只适合在嵌入式高性能的运算器中实现,PLC是无法运算这么复杂的算法的。
再者,有些场合下也无法使用PLC,比如变频器或者一个精巧的工业设备,虽然PLC能够实现,但是体积是在哪摆着呢,至少需要一个稳压电源模块吧,至少需要几个输入输出模块吧,至少需要1个通讯模块吧,这么多的东西如果塞到一个标准小巧的工业设备里,外形上看着就不合理。
再来,就是一款标准的工业产品,如果只是PLC来控制的,那通常情况下同类产品的竞争对手非常多,如果是嵌入式系统做的,相对来说,竞争对手要少一些。
也是侧面说明,PLC做的控制系统很容易被复制,起码打开控制柜就知道你是怎么做的控制系统的了,几个输入输出模块,外部都接到什么传感器上等等。
而嵌入式系统要设计人员自己设计外围集成电路,相对而言保护性做的要好一些。
一个附加值高的工业设备,如果只是PLC控制实现的,如果竞争对手少,那一定不是他们的控制系统做的与别人有多大的差距,优势一定是在机械结构方面,或者专利保护方面,或者对工艺了解方面。
而非要采用嵌入式系统的控制系统,往往本身的控制技术含量较高,算法较为复杂,嵌入式系统包含内嵌的程序就很有价值,就有一定的技术壁垒。
用工业PLC的场合
现实情况中的各种工业设备要投入到具体项目应用中来试用,而说到项目那就是千差万别了。
做工业项目最重要的是什么要求,相信搞工控的人一定知道,那就是“稳定”。
大家可以看看,但凡是做PLC的公司,肯定都没有小公司,他们的PLC产品一定是非常畅销的,而且在各个行业各个领域都会被应用到,案例无计其数,PLC 可以出现在输变电配电网路控制系统中,可以出现自动立体仓库的堆垛机里,可以出现在石化行业的某个设备里,也可以出现在钢铁行业里的轧钢控制系统里。
而这一个个的项目就已经帮助其他的用户验证过了这个PLC的稳定性有多好。
同时PLC问了促进稳定性,也专门设计了一个个模块,某个模块出了问题,只需要换个新的就可以,系统可以继续试用。
更换速度也非常快。
试想一下,如果某个公司中标了要做一个项目,工期是100天,如果A组采用嵌入式的方式来开发控制系统的话,那他们在研究设计画电路板的时候,采用PLC方式的B组已经开始往买回来的PLC模块里写控制梯形图了。
而这还没算做嵌入式系统后,采用干什么方式去控制输出和通过什么耦合电路去采集现场的输入,而这些对于PLC来说,什么都不需要做,他们需要做的只是到PLC厂家那里根据需要选择适合的模块插入到自己的柜子里就可以了。
另外,如果工期足够长,用嵌入式系统终于以高科技的姿态开发出来,下次再中标项目是完全不一样的工艺布置了,那这次的嵌入式系统也要高姿态的作废了,因为没有通用性。
再者即使嵌入式系统开发出来了,那这个系统是第一次问世,在之后的系统里谁能保证不出问题。
一旦出了问题怎么弄,把控制系统彻底换掉?如果设计这个嵌入系统的设计人员已经换工作了,那又该怎么办?而以上说的PLC只需要做的的是再买一个模块替换掉之前的。
总之,采用什么PLC和嵌入式,都有各自适合的场景,不能一概而论。