¿Por qué usar PLC en lugar de microcontrolador?

Creo que un factor importante es la gente. Los ingenieros que pueden diseñar un microcontrolador para ejecutar una fábrica están ocupados haciendo lotes de pequeños dispositivos. Los ingenieros que trabajan en los PLC de marca utilizan paquetes de software estándar, no tienen que lidiar con la programación de nivel inferior, la mayoría de los problemas que encuentran otros ya han resuelto con ese hardware (comunicación a dispositivos extraños, problemas de IO, PID). Además, los ingenieros son intercambiables, con una buena especificación o código que comenta que no necesita el ingeniero que construyó un sistema allí cuando necesita cambiar el código.

También es un poco como preguntar por qué alguien compraría una PC cuando podría construir la suya.

El mayor costo de los PLC se compensa con las pruebas (a menudo en entornos desagradables) a las que se envían (o deberían ser). ¿Podrías diseñar un sistema de microcontrolador personalizado? Sí, pero entonces probablemente necesitarías certificarlo.

La personalización no es realmente un problema importante cuando tiene una planta grande llena de equipos; de hecho, quieres lo contrario, quieres que las cosas estén lo más estandarizadas posible.

Además, la lógica de escalera ya está bastante estandarizada, a excepción de las características específicas del proveedor, que hacen que el software de depuración / conversión entre PLCs sea una tarea más sencilla que la transferencia entre diferentes microcontroladores.

El problema ambiental (físico, aislamiento eléctrico, EMI, etc.) es enorme y ya ha sido cubierto por otras respuestas.

También debe considerar cómo los PLC le brindan un entorno muy determinista. Son bien entendidos y se han establecido desde la década de 1970.

Usted sabe cuánto tiempo tomará cada renglón y tiene garantizado el comportamiento en función de los parámetros de entrada conocidos. Con la programación de microcontroladores puros, puede complicarse averiguar exactamente cómo un cambio en una función afectará todo el funcionamiento del programa.

La lógica de escalera es fácil de entender y programar para el control de la máquina. Tenemos electricistas programándolos sin ninguna intervención de ingeniería. Pueden solucionar fácilmente los sistemas eléctricos de la línea por sí mismos y hacer las reparaciones adecuadas. También pueden escribir sus propios programas y hacer modificaciones a los existentes. El entorno de depuración es mucho mejor (y me refiero a MANERA) de lo que normalmente se puede lograr con micros integrados.

Con los sistemas de seguridad, es aún más importante usar PLC de seguridad y sus capacidades redundantes y sistemas de vigilancia para garantizar una funcionalidad adecuada.

Usted sabe que tiene algunos PLC en el rango sub $ 100 / ea: CLICK® Series Controladores lógicos (PLC) (Micro ladrillo apilable) y mucho en el rango de sub $ 500 con IO limitado.

Hay algunos módulos que son básicamente paquetes de "microcontroladores" industrializados. Por ejemplo, la mayoría de los controladores de temperatura PID se pueden pensar como tales.

Habiendo dicho todo esto, puede comenzar a ver lugares en la industria en los que las computadoras con sistemas operativos en tiempo real se ocupan de las tareas de control y el control de la máquina directamente. Esto seguirá creciendo especialmente con IO en red.

No todos los que trabajan con PLC son expertos en electrónica.

Comencé a hacer PLC como un tipo de proceso puro. No podía usar un multímetro, realmente no entendía la diferencia entre voltaje y corriente. Había hecho algo de C en una clase universitaria, pero eso fue todo.

Los lenguajes de alto nivel son masivos. Pude aprender básicamente todo el conjunto de instrucciones de un PLC en un par de semanas de entrenamiento, y eso fue suficiente para la programación básica del PLC. Nunca tuve que preocuparme por las bibliotecas, el manejo de E / S, la asignación de memoria, ninguna de esas cosas.

Y como se mencionó anteriormente, las aplicaciones de seguridad. No confiaría en el microcontrolador de fabricación casera de nadie que reclama una calificación de SIL-3 para.

Piense en los usuarios finales: un PLC es más amigable para una persona con un fondo ligero de EE. Más fácil de usar, más fácil de mantener, más un PLC le da un control de automatización de fábrica de alto nivel. Piense en una planta enorme que necesita 10,000 funciones diferentes, no puede construirlas todas, el tiempo / costo es enorme en comparación con el uso de COTS (barato disponible).

Si eres un EE real, no aceptes un trabajo así, es un trabajo aburrido y de baja tecnología. El verdadero trabajo de EE es usar una MCU para crear una caja de PLC para que jueguen otros jugadores.

Otro factor que aún no se ha mencionado es que algunos proveedores de PLC han invertido un esfuerzo considerable en demostrar que sus sistemas pueden comportarse como se especifica, incluso en presencia de varios tipos de adversidad (en presencia de adversidad que normalizaría). operación imposible, se puede confiar en el dispositivo al activar una salida de falla o hacer que otras salidas pasen a una condición de seguridad). Si bien sería posible programar muchos tipos de microcontroladores para proporcionar tal robustez incluso en presencia de fallas que podrían voltear uno o más bits de registro durante la operación (por ejemplo, realizando cálculos redundantes usando diferentes fórmulas, de modo que se requeriría una coincidencia extrema) interrumpir ambos conjuntos de cálculos de tal manera que produzcan resultados consistentes) el esfuerzo requerido para escribir y validar dicho software sería enorme en relación con la complejidad de lo que realmente hizo el software. Es mucho más fácil usar un PLC que tiene tales características de seguridad diseñadas.

En mi experiencia, he visto que tanto los microcontroladores como los PLC se utilizan en entornos industriales.

El factor determinante es "¿Quién va a respaldar / mantener / modificar el equipo después de su puesta en servicio?"

En los entornos industriales, se dedica más tiempo a leer (ver la localización de fallas) el código que a lo que se gasta en escribirlo. Esto no significa que esté tratando de encontrar problemas en el código, sino que está utilizando el código para ayudar a diagnosticar problemas en el campo. A menudo, las personas que deben realizar este tipo de detección son electricistas, que se sienten más cómodos leyendo los esquemas eléctricos que los códigos en un formato de texto (por lo tanto, la popularidad de los "lenguajes de programación" de tipo gráfico, como la lógica de escalera). En sitios más grandes, con ingenieros de automatización dedicados, esto se convierte en un factor menos importante.

Muy relacionados con lo anterior están los problemas de inercia histórica para una solución particular. Los antecedentes técnicos del personal y la experiencia previa con hardware / proveedores llevan a requisitos de requisitos previos para proyectos que generalmente se organizan en torno a líneas como ("ya usamos el proveedor X y tenemos repuestos a mano: cualquier cosa implementada en el futuro debe usar X-YZ). ").

También está relacionado, y se está convirtiendo en un problema en los últimos años, "Cómo se comunicará este equipo con el resto de mi equipo / fábrica / sitio / empresa". Por lo general, esto se resuelve previamente para PLC y es un problema mayor para las soluciones de microcontrolador de bajo volumen.

He visto microcontroladores implementados donde se justificaba una solución muy personalizada (pero generalmente solo se implementa como un proyecto-proveedor y es respaldada por el proveedor). Las razones normalmente están relacionadas con la velocidad de ejecución o la necesidad de tener el hardware y el código muy cerca (no hay posibilidad de retrasos en la comunicación y el requisito de separar el proceso crítico de otro código no relacionado)

El microcontrolador es un dispositivo, el PLC es un equipo. Use el microcontrolador "en los extremos" si es un aficionado impecunious o si es un fabricante de un producto masivo. Para soluciones industriales personalizadas, PLC es la única opción.

Ambos pueden lograr el mismo objetivo. Si bien un sistema controlado por microcontrolador puede ser más barato, la programación en código C es una tarea masiva. Para dominar el lenguaje C, se requiere mucha capacitación.

Dicho esto, hay un área en la que trabajo que utiliza MCU para comunicarme con un programa C ++ para rastrear y regular la corriente y el voltaje de los grandes circuitos de carga del rectificador para baterías industriales (baterías de más de 200 AH). Hay aproximadamente 100 rectificadores. Encontrar el viejo AD-DA con el controlador STD y la tarjeta de relé es casi imposible. Una vez que estas tablas van mal, eso es todo.

Es por eso que actualmente estamos en el proceso de actualizar todo a la línea allen bradley de la línea compacta o de control de logix de PLC. ¿Son caros? Sí. ¿Es costoso contratar a un programador que sabe C ++? Sí. Usando RS Linx / Logix, varias personas que trabajan para la compañía pueden escribir / editar programas usando ese software. Combinando eso con la cantidad de soporte y expansión, puede ser más rápido y más económico usar PLC.

Otro factor que vale la pena mencionar es el ciclo de vida del producto. Normalmente, la compatibilidad con PLC está disponible durante muchos años. Todavía estoy apoyando algunos PLCs de Texas Instruments desde 1985 y 1987. Fueron bien construidos y extremadamente confiables. Los repuestos están disponibles en los centros de reparación industrial o en eBay en esta etapa y tienen precios altos.

Intenta encontrar chips de reemplazo, tableros y cosas para ejecutar tu (insertar micro favorito) dentro de 30 años.

Me gustan las respuestas anteriores y pensé que también debería agregarlas. PLC vs Micro Controller también tiene mucho que ver con la escala y el costo. Por ejemplo, podría programar muy rápidamente una lavadora con un PLC. Pero entonces su lavadora costaría 3 veces más que compensar el precio del PLC. Así que diseñas un microcontrolador con un solo programa para ser replicado 100.000 veces. El costo de ingeniería para eso es alto, pero más de 100,000 unidades es muy bajo con un costo final bajo para el equipo.

Alternativamente, también puede programar una planta de energía completa en un microcontrolador. Sin embargo, (junto con muchas de las respuestas anteriores), probablemente pasará 20 veces más tiempo programándolo y 20 veces más tiempo depurándolo. Menor costo de hardware, pero los ingenieros son costosos, especialmente los buenos. O podría usar un PLC con un costo de hardware más alto, pero el tiempo de programación es mucho menor, lo que resulta en un menor costo de ingeniería.

También tenga en cuenta que no quisiera ser una persona que tenía que programar BACnet, Modbus, CIP y un controlador HMI Ethernet en un microcontrolador. Plcs puede hacer eso con unas pocas tarjetas adicionales y un par de horas de configuración.

Entre las otras grandes respuestas, en una palabra: estandarización.

Hardware estándar, comunicación estándar, IDE de desarrollo estándar, idiomas estándar.

Las diferentes marcas ofrecen diferentes sabores, pero en general, una vez que ha aprendido una marca de PLC, cambiar de marca es más una carga de licencia que una tecnológica.

Para estándares de programación y parámetros eléctricos es apropiado usar PLC en lugar de microcontroladores.

Los microcontroladores se utilizan cuando se trata de productos, especialmente de baja potencia y tamaño pequeño, como los de automóviles y para uso médico. No usas PLC allí.

Pero cuando se trata de máquinas como credenciales, cortes, etc., se puede usar PLC fácilmente.

Además, los PLC son aplicaciones estandarizadas de chips integrados.

El lenguaje de programación para plc es muy fácil y fácil de usar, los puertos de expansión utilizados en el plc también son más comparativos con el microcontrolador y, principalmente, en el microcontrolador si algún pin está dañado, es más difícil solucionarlo Todas estas razones las industrias usarán plc istead del microcontrolador. Hay algunas más, pero estos son los principales problemas que enfrenta la industria

He construido y usado PLC a lo largo de los años. Sugiero que hay una convergencia en el mercado, con micros WiFi como PLC que ahora cuestan $ 49 y se venden como pan caliente.

Los fabricantes de PLC están sintiendo la presión de los precios.

Los nuevos PLCS rentables, como el logotipo de Siemens, pueden ser más adecuados para aplicaciones sencillas.

Lo que acaba de llegar al mercado son los PLC que usan Arduino en lugar de la lógica de escalera. Un montón de bang para el dólar allí. Buscar kickstarter para PLC

-Martin

La respuesta simple es usar siempre PLC. . . .  Pero si el PLC no es factible debido a factores como el costo, el tamaño o la complejidad de la aplicación solamente, entonces deberíamos optar por un microcontrolador porque el PLC es más resistente, está diseñado para entornos industriales (lo que implica mucha vibración mecánica, alta temperatura, polvo , picos eléctricos, etc.), se ha probado su confiabilidad, utiliza métodos de programación estándar que permiten a los ingenieros con menos habilidades realizar cambios, etc.