Mikrokontroler vs plc: perbandingan terperinci

Munculnya Arduino dan sejumlah papan berbasis mikrokontroler lainnya baru-baru ini telah meningkatkan minat pada sistem tertanam, membuka dunia mikrokontroler ke sejumlah besar. Ini tidak hanya meningkatkan jumlah pengguna mikrokontroler, tetapi juga meningkatkan cakupan dan aplikasi di mana mereka digunakan. Itulah mengapa selama beberapa artikel terakhir, kami telah membahas beberapa topik utama yang penting untuk membangun perangkat sistem tertanam yang hebat seperti; memilih mikrokontroler yang tepat untuk proyek Anda, Memilih antara Mikrokontroler dan Mikroprosesor. Dengan nada yang sama, untuk artikel hari ini, saya akan membandingkan mikrokontroler dengan pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC).

Pengontrol Logika yang Dapat Diprogram

Sebuah Programmable logic controller (PLC) hanyalah sebuah tujuan khusus perangkat yang dirancang untuk digunakan dalam sistem kontrol industri dan sistem komputasi lain di mana keandalan sistem yang tinggi.

Mereka pada awalnya dikembangkan untuk menggantikan relai, urutan, dan pengatur waktu yang digunakan dalam proses manufaktur oleh industri otomasi, tetapi hari ini mereka telah diskalakan dan digunakan oleh semua jenis proses manufaktur termasuk jalur berbasis robot. Saat ini, mungkin tidak ada satu pun pabrik di dunia yang tidak memiliki mesin atau peralatan yang berjalan pada PLC. Alasan utama untuk adopsi dan penggunaan yang luas dapat ditemukan berakar dalam pada kekasaran dan kemampuannya untuk menahan penanganan / lingkungan yang kasar yang terkait dengan lantai produksi. Mereka juga merupakan contoh yang baik dari sistem operasi waktu nyata karena mereka memiliki kemampuan tinggi untuk menghasilkan keluaran ke masukan tertentu dalam jangka waktu yang sangat singkat yang merupakan persyaratan utama untuk pengaturan industri karena penundaan kedua dapat mengganggu keseluruhan operasi.

Mikrokontroler

Mikrokontroler di sisi lain adalah perangkat komputasi kecil pada satu chip yang berisi satu atau lebih inti pemrosesan, dengan perangkat memori tertanam di samping port input dan output (I / O) tujuan khusus dan umum yang dapat diprogram. Mereka digunakan di semua jenis perangkat sehari-hari terutama dalam aplikasi di mana hanya tugas berulang tertentu yang perlu dilakukan. Mereka biasanya telanjang dan tidak dapat digunakan sebagai perangkat mandiri tanpa koneksi yang diperlukan. Tidak seperti PLC, mereka tidak memiliki antarmuka seperti tampilan, dan sakelar bawaan karena biasanya hanya memiliki GPIO di mana komponen ini dapat dihubungkan.

Tutorial hari ini akan difokuskan pada membandingkan PLC dan sistem Mikrokontroler di bawah judul yang berbeda yang meliputi;

Arsitektur
Antarmuka
Kinerja dan Keandalan
Level Keterampilan yang Diperlukan
Pemrograman
Aplikasi

1. Arsitektur

Arsitektur PLC:

PLC secara umum dapat disebut sebagai mikrokontroler tingkat tinggi. Mereka pada dasarnya terdiri dari modul prosesor, power supply, dan modul I / O. Modul prosesor terdiri dari central processing unit (CPU) dan memori. Selain mikroprosesor, CPU juga berisi setidaknya antarmuka yang dapat diprogram (USB, Ethernet atau RS232) bersama dengan jaringan komunikasi. Catu daya biasanya merupakan modul terpisah, dan modul I / O terpisah dari prosesor. Jenis modul I / O meliputi diskrit (on / off), Analog (variabel kontinu), dan modul khusus seperti kontrol gerak atau penghitung kecepatan tinggi. Perangkat lapangan terhubung ke modul I / O.

Bergantung pada jumlah modul I / Os yang dimiliki oleh PLC, modul tersebut mungkin berada di enklosur yang sama dengan PLC atau enklosur terpisah. PLC kecil tertentu yang disebut PLC nano / mikro biasanya memiliki semua bagiannya termasuk daya, prosesor, dll. Di dalam selungkup yang sama.

Arsitektur Mikrokontroler

Arsitektur PLC yang dijelaskan di atas agak mirip dengan mikrokontroler dalam hal konstituen, tetapi mikrokontroler mengimplementasikan semuanya pada satu chip, mulai dari CPU hingga port I / O dan antarmuka yang diperlukan untuk komunikasi dengan dunia luar. Arsitektur mikrokontroler ditunjukkan di bawah ini.

Sebuah contoh dari logika tangga / diagram kode berdasarkan ditampilkan di atas. Biasanya terlihat seperti tangga yang menjadi alasan di balik namanya. Tampilan yang disederhanakan ini membuat PLC sangat mudah untuk diprogram sehingga jika Anda dapat menganalisis skema, Anda dapat memprogram PLC.

Karena popularitas baru-baru ini dari bahasa pemrograman tingkat tinggi modern, PLC sekarang sedang diprogram menggunakan bahasa ini seperti C, C ++ dan dasar tetapi semua PLC umumnya masih mematuhi standar sistem kontrol industri IEC 61131/3 dan mendukung bahasa pemrograman yang ditentukan oleh standar yang meliputi; Diagram Tangga, Teks Terstruktur, Diagram Blok Fungsi, Daftar Instruksi, dan Diagram Alir Berurutan.

PLC modern biasanya diprogram melalui perangkat lunak aplikasi berdasarkan salah satu bahasa yang disebutkan di atas, berjalan pada PC yang terhubung ke PLC menggunakan salah satu antarmuka, USB, Ethernet, RS232, RS-485, RS-422,.

Mikrokontroler di sisi lain diprogram menggunakan bahasa tingkat rendah seperti bahasa assembly atau bahasa tingkat tinggi seperti C dan C ++. Biasanya membutuhkan pengalaman tingkat tinggi dengan bahasa pemrograman yang digunakan dan pemahaman umum tentang prinsip-prinsip pengembangan firmware. Pemrogram biasanya perlu memahami konsep seperti struktur data dan pemahaman yang mendalam tentang arsitektur mikrokontroler diperlukan untuk mengembangkan firmware yang sangat baik untuk proyek tersebut.

Mikrokontroler biasanya juga diprogram melalui perangkat lunak aplikasi yang berjalan pada PC dan biasanya terhubung ke PC tersebut melalui perangkat keras tambahan yang biasanya disebut pemrogram.

Namun, pengoperasian program pada PLC sangat mirip dengan mikrokontroler. PLC menggunakan pengontrol khusus sebagai hasilnya mereka hanya memproses satu program berulang kali. Satu siklus melalui program disebut pemindaian dan ini mirip dengan mikrokontroler yang melalui satu putaran.

Sebuah siklus operasi melalui program yang berjalan pada PLC ditunjukkan di bawah ini.

6. Aplikasi

PLC adalah elemen kontrol utama yang digunakan dalam sistem kontrol industri. Mereka menemukan aplikasi dalam kontrol mesin industri, konveyor, robot, dan mesin lini produksi lainnya. Mereka juga digunakan dalam sistem berbasis SCADA dan dalam sistem yang membutuhkan tingkat keandalan dan kemampuan tinggi untuk menahan kondisi ekstrim. Mereka digunakan dalam industri termasuk;

1. Sistem pengisian botol yang berkelanjutan 2. Sistem

pencampuran

batch 3. Sistem pengkondisian udara

panggung 4. Kontrol lalu lintas

Mikrokontroler di sisi lain menemukan aplikasi di perangkat elektronik sehari-hari. Mereka adalah blok bangunan utama dari beberapa elektronik konsumen dan perangkat pintar.

Mengganti PLC dalam Aplikasi Industri dengan Mikrokontroler

Munculnya papan mikrokontroler yang mudah digunakan telah meningkatkan ruang lingkup di mana mikrokontroler digunakan, mereka sekarang diadaptasi untuk aplikasi tertentu yang mikrokontrolernya dianggap tidak sesuai dari komputer mini DIY ke beberapa sistem kontrol yang kompleks. Hal ini menimbulkan pertanyaan seputar mengapa mikrokontroler tidak digunakan sebagai pengganti PLC, argumen utamanya adalah biaya PLC dibandingkan dengan mikrokontroler. Banyak hal yang harus dilakukan pada mikrokontroler biasa sebelum dapat digunakan dalam aplikasi industri.

Meskipun jawabannya dapat ditemukan dari poin-poin yang telah disebutkan dalam artikel ini, itu cukup untuk menyoroti dua poin utama.

1. Mikrokontroler tidak dirancang dengan kekuatan dan kemampuan untuk menahan kondisi ekstrim seperti PLC. Ini membuat mereka tidak siap untuk aplikasi industri.

2. Sensor dan aktuator industri biasanya dirancang sesuai dengan standar IEC yang biasanya pada kisaran arus / tegangan dan antarmuka yang mungkin tidak langsung kompatibel dengan mikrokontroler dan akan memerlukan semacam perangkat keras pendukung yang meningkatkan biaya.

Ada poin lain tetapi untuk tetap berada dalam cakupan artikel ini, kita harus berhenti di sini.

Kesimpulannya, masing-masing perangkat kontrol ini dirancang untuk digunakan dalam sistem tertentu dan mereka harus dipertimbangkan dengan baik sebelum keputusan dibuat tentang yang terbaik untuk aplikasi tertentu. Penting untuk dicatat bahwa pabrikan tertentu sedang membangun PLC berbasis Mikrokontroler, seperti perisai industri sekarang membuat PLC berbasis Arduino yang ditunjukkan di bawah ini.