自二十世紀六十年代美國推出 PLC 取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC 得到了快速發(fā)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、控制技術網絡技術的不斷發(fā)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 不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用。

PLC

PLC （Programmable Logic Controller） 是可編程邏輯控制器，專為工業(yè)生產設計的一種數(shù)字運算操作的電子裝置，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)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(yè)控制的核心部分。

單片機

單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)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(tǒng)、定時器 / 計數(shù)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）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在各個領域廣泛應用。

諸如手機、汽車電子、工業(yè)上的步進馬達、機器手臂的控制等，都可見到單片機的身影。單片機的特點是編程、維護相對復雜，編程方式常用 C 語言或者匯編語言，成本較低，I/O 接口相對有限。

PLC 與單片機的區(qū)別

PLC 是應用單片機構成的比較成熟的控制系統(tǒng)，是已經調試成熟穩(wěn)定的單片機應用系統(tǒng)的產品，有較強的通用性。

單片機可以構成各種各樣的應用系統(tǒng)，使用范圍更廣，但單就“單片機”而言，它只是一種集成電路，還必須與其它元器件及軟件構成系統(tǒng)才能應用。

從工程的使用來看，對單項工程或重復數(shù)極少的項目，采用 PLC 快捷方便，成功率高，可靠性好，但成本較高。

對于量大的配套項目，采用單片機系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點，但這要有相當?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經驗才能使系統(tǒng)穩(wěn)定。

從本質上說，PLC 其實就是一套已經做好的單片機（單片機范圍很廣泛）系統(tǒng)。

PLC 的特點

PLC 廣泛使用梯形圖代替計算機語言，對編程有一定的優(yōu)勢。你可以把梯形圖理解成是與匯編等計算器語言一樣，是一種編程語言，只是使用范圍不同。而且通常做法是由 PLC 軟件把你的梯形圖轉換成 C 或匯編語言（由 PLC 所使用的 CPU 決定），然后利用匯編或 C 編譯系統(tǒng)編譯成機器碼。PLC 運行的只是機器碼而已，梯形圖只是讓使用者更加容易使用而已。

如所說，MCS-51 單片機也可以用于 PLC 制作，只是 8 位 CPU 在一些高級應用如：大量運算（包括浮點運算）、嵌入式系統(tǒng)（現(xiàn)在 UCOS 也能移植到 MCS-51）等，有些力不從心而已。不過加上 DSP 就已經能滿足一般要求了，而且同樣使用梯形圖編程，我們可把梯形圖轉化為 C51 再利用 KEIL 的 C51 進行編譯。不難發(fā)現(xiàn)不同型號的 PLC 會選用不同的 CPU，其實也說明 PLC 就是一套已經做好的單片機系統(tǒng)。

這樣一看 PLC 其實并不神秘，不少 PLC 是很簡單的，其內部的 CPU 除了速度快之外，其他功能還不如普通的單片機。通常 PLC 采用 16 位或 32 位的 CPU，帶 1 或 2 個的串行通道與外界通訊，內部有一個定時器即可，若要提高可靠性再加一個看家狗定時器問題就解決了。

另外，PLC 的關鍵技術在于其內部固化了一個能解釋梯形圖語言的程序及輔助通訊程序，梯形圖語言的解釋程序的效率決定了 PLC 的性能，通訊程序決定了 PLC 與外界交換信息的難易。對于簡單的應用，通常以獨立控制器的方式運作，不需與外界交換信息，只需內部固化有能解釋梯形圖語言的程序即可。

實際上，設計 PLC 的主要工作就是開發(fā)解釋梯形圖語言的程序?，F(xiàn)在的單片機完全可以取代 PLC。以前的單片機由于穩(wěn)定性和抗電磁干擾能力比較的弱和 PLC 是沒有辦法相比的，現(xiàn)在的單片機已經做到了高穩(wěn)定性和很強的抗干擾能力在某些領域已經實現(xiàn)了替換。

單片機可以取代 PLC 嗎？

有人說這是個偽問題，單片機是元器件，PLC 是由元器件以及龐大的軟件構成的系統(tǒng)，兩者在這一方面沒有可比性 —— 大多 PLC 的控制芯片實際上就是單片機，也就是說可以將 PLC 看成是單片機的二次開發(fā)。單論工業(yè)防護等級，單片機的穩(wěn)定性和可靠性能根本比不了 PLC 這種 IP67 類的產品（ IP 為標記字母，第一標記數(shù)字表示接觸保護和外來物保護等級，第二標記數(shù)字表示防水保護等級）。而且就 PLC 這種能應對工業(yè)惡劣環(huán)境的產品還開發(fā)出一套冗余系統(tǒng)。

I/O 功能

單片機的 I/O 點實在有限，而反觀 PLC 呢？針對不同的現(xiàn)場信號，均有相應的 I/O 點可與工業(yè)現(xiàn)場的器件（如按鈕、開關、傳感電流變送器、電機啟動器或控制閥等）直接連接，并通過總線與 CPU 主板連接。工業(yè)里幾乎任意一條生產線，都有上百甚至上千 I/O 點，就這點單片機完全無法比擬。

開發(fā)周期

PLC 的品牌多達 200 多種，幾乎每個品牌都有不同編程軟件，而且都在不斷完善自己的編程軟件，使之能夠越來越簡單的服務于電氣工程師，而各種程序塊也是越來越方便人性化的任意去調用，比如 PID 模塊、運動控制模塊等，大大減輕了工程師的開發(fā)壓力也縮短了開發(fā)周期。

那單片機要如何實現(xiàn)？沒有現(xiàn)成的模塊使用，那就只能開發(fā)，那么做過非標自動化設備的工程師都會遇到工期不足問題。PLC 這種高度集成化模塊化的產品在達到滿足設備所需的開發(fā)周期，在工期面前也是抓襟見肘，更不用說如同白紙一張的單片機。

通信距離

現(xiàn)在大多數(shù)流水線是要跨區(qū)域整合與監(jiān)視的，所用的通訊方式多為以太網加中繼器，或者直接走民用寬帶光纖，所用的東西到最后很可能是用的就是微軟的 IE 瀏覽器，很明顯 PLC 是有 RJ-45 接口，即使本體沒有 RJ-45 也可以配備以太網模塊，可單片機搭載的 PCB 板能加上這個接口然后開發(fā)出以太網通信嗎？開發(fā)需要多久？

編程語言

這點對單片機來講是一個優(yōu)勢，同時也是一個劣勢。上面提到 PLC 的品牌有兩百多種，編程軟件更多，盡管大多數(shù) PLC 的編程語言都大同小異，但是每接觸一款不同品牌的 PLC，電氣工程師就要從 PLC 的硬件參數(shù)、軟元件、編程軟件等等各個方面從頭了解一次才能使用的得心應手。而單片機的編程語言用的是 C 語言或者匯編語言，這對于任何單片機都是通用的。換句話說，學會 C 語言或者匯編語言，便可以應用任何單片機開發(fā)想要的功能（前提是要有相關的電工電子學基礎）。

但話又說回來，電氣工程師不是電子工程師，他們的工作不是單單考慮單片機如何驅動繼電器來控制機床的，甚至有的電氣工程師都不會 C 語言、匯編語言之類的 MCU 開發(fā)語言。近些年，IEC-61131-3 標準的推廣，越來越多的 PLC 支持多種編程語言，如類似 C 語言的 ST 語言，類似電路圖的 CFC 語言。這種便利的功能是傳統(tǒng)單片機開發(fā)環(huán)境真的無法實現(xiàn)。

在工業(yè)控制領域，PLC 占據絕對優(yōu)勢，就目前形勢（單片機的功能、穩(wěn)定性、易用性、編程及維護等）來看，單片機取代 PLC 那將是一項不可能完成，或者說期限趨向于無窮的艱巨任務。