بررسی تفاوت های میان میکروکنترلرها و PLC – مجتمع فنی البرز
بررسی تفاوت های میان میکروکنترلرها و PLC
مزیت آردوینو و امتیازات دیگر بردهای مبتنی بر میکروکنترلرها، اخیراً علاقه به استفاده از سیستم های تعبیه شده (سیستم هایی که برای کنترل سیستم های بزرگتر طراحی شده اند) را افزایش داده اند و دنیای به کار گیری میکروکنترلرها را گسترش داده اند.
این نه تنها تعداد کاربران میکروکنترلرها را افزایش داده است بلکه حوزه ی استفاده و دامنه ی برنامه هایی که در آن ها مورد استفاده قرار می گیرند را نیز افزایش داده است.
در این مقاله قصد داریم به بررسی برخی از تفاوت های میان میکروکنترلرها و کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر یا PLC بپردازیم.
کنترل کننده ی منطقی برنامه پذیر
PLC نوعی دستگاه محاسباتی مخصوص است که برای استفاده در سیستم های کنترلی صنعتی و دیگر سیستم های دارای قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است.
در ابتدا این دستگاه ها طراحی شدند تا توسط صنعت اتوماسیون در فرایندهای تولیدی جایگزین رله ها، ترتیب سنج ها و تایمرها شوند، اما امروزه از آن ها در همه ی فرایندهای تولیدی ازجمله خط تولید های رباتیک استفاده می شود.
امروزه در کل دنیا حتی یک کارخانه را نمی توانید بیابید که یک ماشین و یا تجهیزات آن به کمک PLC مدیریت نشود.
دلیل اصلی مورد قبول واقع شدن و استفاده ی گسترده از آن ها ریشه در استحکام و توانایی آن ها برای تحمل شرایط محیطی سخت مربوط به زمینه ی تولیدی دارد.
آن ها همچنین نمونه های خوبی از سیستم عامل های زمان واقعی هستند، چرا که به خوبی می توانند در مدت زمان کوتاهی با توجه به ورودی ها، خروجی های مربوطه را تولید کنند و این در یک سیستم صنعتی مسئله ی مهمی است زیرا یک ثانیه تأخیر می تواند باعث توقف کل عملکرد سیستم شود.
میکروکنترلرها
از طرف دیگر، میکروکنترلرها دستگاه های محاسبه ای کوچکی هستند که روی یک تراشه که دارای یک یا چند هسته ی پردازش، قطعات حافظه، و درگاه های ورودی و خروجی (۱/۰) عادی و ویژه است قرار دارند.
از آن ها در تمام سیستم هایی که به طور روتین فعالیت می کنند استفاده می شود به ویژه سیستم هایی که در آن ها فعالیت های تکراری خاصی باید انجام شوند.
میکروکنترلرها معمولاً بدون پوشش هستند و بدون وجود اتصالات ضروری نمی توانند به تنهایی مورد استفاده قرار گیرند.
برخلاف PLCها، میکروکنترلرها دارای رابطه هایی از قبیل صفحه نمایش و سوئیچ های توکار نیستند زیرا آن ها معمولاً دارای GPIO هستند که این قطعات می توانند به آن ها متصل شوند.
تفاوت های ساختاری
معمولاً از PLC ها به عنوان میکروکنترلرهای سطح بالا یاد می شود. آن ها از سه بخش تشکیل شده اند : بخش پردازشگر، منبع تغذیه، و بخش مربوط به ورودی ها و خروجی ها.
بخش پردازشگر از CPU و حافظه تشکیل شده است. قسمت CPU علاوه بر ریز پردازنده حداقل یک رابط دارد که از طریق آن می تواند توسط شبکه های ارتباطی برنامه ریزی شود.
منبع تغذیه و بخش حاوی ورودی ها و خروجی ها معمولاً قسمت های مجزا از پردازشگر هستند. انواع مختلفی از واحدهای ۱/۰ وجود دارند از قبیل واحد مربوط به قطع و وصل، واحد آنالوگ، و واحدهای ویژه ای همچون واحد کنترل حرکات یا شمارشگر های پر سرعت.
دستگاه های میدانی به هریک از این واحدها متصل می شوند. بسته به تعداد واحدهای ۱/۰ یک PLC، آن ها می توانند درون یک محفظه قرار گیرند و یا در محفظه های جداگانه.
در میکرو یا مونو PLCها که نوعی PLC کوچک هستند، هر سه قسمت پردازشگر، منبع تغذیه و وروی و خروجی در داخل یک محفظه قرار دارند.
ساختار PLC ها از نظر اجزای تشکیل دهنده ی اصلی تا حدودی شبیه به ساختار میکروکنترلرها است.
تفاوت آن ها این است که در میکروکنترلر همه چیز، از CPU گرفته تا پورت های ورودی و خروجی و رابط هایی که برای برقراری ارتباط با دنیای بیرون لازم هستند، روی یک تراشه پیاده سازی شده اند. ساختار میکروکنترلرها در تصویر زیر نشان داده شده است.
رابط ها
PLC ها به صورت استاندارد برای ارتباط با سنسورهای صنعتی، محرک ها، و واحدهای ارتباطی طراحی شده اند و بنابراین جریان و ولتاژی را دریافت می کنند که بدون وجود یک قطعه ی سخت افزاری بیشتر با میکروکنترلرها سازگار نیست.
همانطور که قبلاً گفته شد، PLC ها دارای اندازه های مختلف هستند از نمونه های کوچک گرفته که Building block نامیده می شوند تا نمونه های بزرگ و عظیم مانند PLC های راک مونت با صدها ورودی و خروجی.
میکروکنترلرها نیز دارای سنسورها، محرک ها و واحدهایی هستند که برای پاسخگویی به نیازهای خاص آن ها تعبیه شده اند و ممکن است ارتباط آن ها با PLC دشوار باشد. معمولاً آن ها به گونه ای طراحی شده اند که فقط فرایندهای مربوط به چند صد ۱/۰ را مدیریت کنند.
عملکرد، استحکام، قابلیت اطمینان
با اختلاف زیاد، این قسمتی است که PLC خود را از سایر کنترلرها متمایز می کند.
همان طور که در ابتدا گفته شد، PLC برای استفاده در سیستم صنعتی طراحی شده است و بنابراین محکم ساخته شده است تا بتواند انواع شرایط نامطلوب مرتبط با محیط را تحمل کند از قبیل دامنه های حرارتی شدید، نویز های الکتریکی، مدیریت های سخت و ارتعاشات زیاد.
به علاوه PLC ها نمونه های خوبی از سیستم عامل های زمان واقعی هستند که می توانند در کمترین مدت زمان با ارزیابی ورودی، خروجی مربوطه را تولید کنند.
با این وجود، میکروکنترلرها استحکام کمتری دارند. زیرا این دستگاه ها به گونه ای طراحی نشده اند که مانند PLC ها به طور مستقل فعالیت کنند.
آن ها به گونه ای طراحی شده اند که داخل یک سیستم تعبیه شوند. بنا به این دلایل، ممکن است میکروکنترلرها هنگام قرار گرفتن در محیط های خاص عملکرد موفقیت آمیزی نداشته باشند زیرا تراشه ی آن ها شکننده است و به راحتی آسیب می بیند.
دوره آموزش plc در مجتمع فنی البرز به صورت صفر تا صد توسط اساتید مجرب برگزار می گردد.
دوره آموزش میکروکنترلر AVR به صورت صفر تا صد در مجتمع قنی البرز کاملا عملی برگزار می گردد.
