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(wǎng)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(jù)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(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn)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(jīng)調(diào)試成熟穩(wěn)定的單片機應用系統(tǒng)的產(chǎn)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(jīng)驗才能使系統(tǒng)穩(wěn)定。

從本質(zhì)上說，PLC 其實就是一套已經(jīng)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(zhuǎn)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(jīng)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(zhuǎn)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(jīng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(jīng)做到了高穩(wěn)定性和很強的抗干擾能力在某些領域已經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(diào)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(chǎn)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(qū)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(jù)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。