پی ال سی در مقابل میکروکنترلر

بحث PLC در مقابل میکروکنترلر مطمئناً در سال‌های اخیر جاذبه بیشتری پیدا کرده است. با انبوهی از تبلیغات خارج از فروشگاه‌ها (COTS)، کامپیوترهای تک برد (SBC) از نظر محبوبیت میان کاربران، عملکرد و قدرت رشد کرده‌اند. کدام یک را باید برای پروژه اتوماسیونِ بعدی خود انتخاب کنید؟

چکیده

در این مقاله بررسی می کنیم که آیا یک کامپیوتر کم هزینه تک برد باید در پروژه اتوماسیونِ بعدی شما در نظر گرفته شود یا خیر. نگاهی به مزایا و معایب آن می‌اندازیم و در نظر می‌گیریم که چه زمانی یک PLC مرسوم هنوز هم ممکن است انتخاب مناسبی باشد.

البته هر پروژه متفاوت است، بنابراین مطمئناً هیچ راه‌حلی که برای همه جواب‌گو باشد، وجود ندارد. آنچه ما در این مقاله انجام می‌دهیم این است که جوانب مثبت و منفی را در نظر بگیریم و چرایی ترجیح یک گزینه بر گزینه دیگر را بررسی کنیم.

با توجه به تعداد زیاد کامپیوترهای تک بردی که امروزه در بازار موجود می‌باشد و به منظور دستیابی به هدف این بحث، قصد داریم برخی کلیات را بیان کنیم.

میکروکنترلرها، بردهای قابل برنامه‌ریزی (FPGA) و رایانه های تک برد، دارای قابلیت‌ها و محدودیت‌های متفاوتی هستند و ما می‌دانیم که برای برخی از علاقه‌مندان ممکن است کمی آزار دهند باشد. با این حال، آن‌ها را در یک اصطلاح گسترده و در اصطلاح «میکروکنترلر» می‌گنجاینم.

به طور مشابه قابلیت‌ها، عملکرد، ویژگی‌ها و محدودیت‌های PLC در میان تولید کنندگان مختلف متفاوت خواهد بود. در این مقاله قصد داریم قابلیت‌های استانداردی را که اکثر کنترل‌کننده‌های اتوماسیون صنعتی از آن برخوردارند، توضیح دهیم.

چرا باید یادگیری کامپیوترهای تک بردی را در نظر بگیرید؟

اگر بخواهم صادقانه بگویم، احتمالاً پرسش مناسب‌تر این است که چرا کار با یکی از این کامپیوترهای تک بردی را یاد نگرفته‌اید؟ به خصوص زمانی که متوجه می‌شوید کاربردهای این دستگاه‌های کوچک نامحدود است! پروژه‌هایی که استفاده‌های بسیار خوبی از این دستگاه‌ها شده، شامل پروژه‌هایی است که اینترنت اشیا (IOT) و سیستم‌های اتوماسیون دخالت دارند.

چه زمانی باید یک کامپیوتر تک برد را در نظر گرفت

کامپیوترهای تک بردی مانند Beagle برای ادغام نرم‌افزارهای سطح بالا و پروژه‌های الکترونیکی سطح پایین بسیار مناسب هستند. این موارد پروژه‌هایی را که شامل سیستم‌های اتوماسیون و مدیریت ساختمان، نمایشگرهای هوشمند، شبکه‌های حسگر، IOT، ماشین‌های فروش و بسیاری دیگر می‌شود را دربرمی‌گیرند.

برد الکترونیکی
نمایی از یک میکروکنترلر

مزیت عمده Beaglebone Black نسبت به سیستم‌های تعبیه شده مرسوم مانند Arduino، PLC و میکروکنترلرهای AVR هنگامی است که سیستم عامل لینوکس روی آن اجرا می شود. لینوکس از درایورها و آداپتورهای WiFi و دیگر لوازم مصرفی هزینه پایین پشتیبانی می‌کند.

چه زمانی نباید از یک کامپیوتر تک برد استفاده کرد

همانطور که در بالا ذکر شد، Beaglebone Black مانند اکثر کامپیوترهای تک بردی موجود در بازار برای پردازش زمان واقعی یا قابل پیش‌بینی، طراحی نشده بود. هسته‌های (Kernel) آن‌ها قابلیت توقف ندارد. به این معنی که هنگامی که پردازنده شروع به اجرای کد می‌کند، نمی‌توان آن را متوقف کرد.

این موضوع در هنگام مواجهه با برنامه‌های ایمنی یا برنامه‌هایی که در عملیات‌های حیاتی نیاز به حس کردن (Sensing) دارند، یک مشکل مهم ایجاد می‌کند.

میکروکنترلر
برنامه ریزی و طراحی یک میکروکنترلر

به عنوان مثال، اگر شما نیاز به نمونه برداری از یک دستگاه ورودی سرعت بالا داشته باشید، این موضوع مشکل ساز خواهد بود.

با توجه به این واقعیت که بسیاری از فرآیندهای صنعتی نیازمند چنین پردازش‌های سختگیرانه و الزامات بسیار مهم ایمنی هستند، درمیابید که برد‌های SBC در مقایسه با PLCهای مرسوم دارای نقص جدی می‌باشند. با این وجود، گزینه‌هایی برای افزایش قابلیت‌های برخی از کامپیوتر‌های تک برد در بازار وجود دارد.

می‌دانیم که می‌توانیم میکروکنترلرهای زمان واقعی را از طریق باس‌های الکتریکی (به عنوان مثالI2C ، UART، CANbus و Ethernet) به Beagle متصل کنید و از Beagle به عنوان پردازنده مرکزی یک سیستم کنترل توزیع شده (DCS) استفاده کنید.

PLC در مقابل میکروکنترلر – کدام یک برنده می شود؟

پی ال سی
نمای یک پی ال سی

خیلی خب، کدام یک در نبرد PLC در برابر میکروکنترلر برنده می‌شود؟

واضح است که اکثر مردم بر این باور هستند که هر دوی این سیستم‌ها امروزه می‌توانند در تأسیسات صنعتی مدرن جایگاهی پیدا کنند با این حال، هنگام تأمل در مورد اینکه از کدام یک باید استفاده کنید باید بررسی دقیقی صورت پذیرد.

PLC‌ها طوری طراحی شده‌اند که بتوانند در برابر محیط‌های سخت صنعتی مقاومت کنند. از نظر سخت‌افزاری قوی هستند و برای مقاومت در برابر ضربه، ارتعاش، نویز الکتریکی و خوردگی ساخته شده‌اند. این امر به سادگی در مورد میکروکنترلرها صادق نیست.

به طور کلی، تفاوت اساسی بین PLC و میکروکنترلر در زیر خلاصه شده است:

  • ظرفیت ورودی/خروجی و انعطاف‌پذیر PLC بسیار جامع‌تر از میکروکنترلر است.
  • PLC‌های مدرن دارای بیش از یک CPU هستند که به آن‌ها امکان می‌دهد وظایف حساس مربوط به ایمنی را انجام دهند یا وظایف حیاتی را اسکن کنند. در حال حاضر میکروکنترلرها قادر به انجام این کار نیستند.
  • در PLCها از قبل روتین‌های سیستم و برنامه‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری، ساخته و آزمایش شده‌اند.
  • PLC‌ها عموماً دارای (Redundancy) داخلی هستند که به آن‌ها این امکان را می دهد که در برابر خطاها مقاوم باشند. در صورتی که میکروکنترلرها این قابلیت را ندارند.
  • PLCها می‌توانند بسیاری از پروتکل‌های ارتباطی صنعتی را پشتیبانی کنند. میکروکنترلرها به سادگی قادر به انجام این کار نیستند.
  • PLCها برای استفاده در برنامه‌های صنعتی قابل اعتمادتر و قوی‌تر هستند. بسیار کمتر از میکروکنترلر‌ها دچار خطا یا خرابی می‌شوند. 
    کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی
    پی ال سی به همراه سیم کشی‌های آن

بنابراین اگر برنامه شما شامل زمان واقعی، ایمنی و وظایف مهم بررسی (نمونه‌برداری با نرخ بالا) باشد، PLC به وضوح برنده است. با این حال، اگر برنامه شما محدودیت بودجه دارد، حیاتی نیست یا از دارای خطرات کم است، میکروکنترلر می‌تواند جایگزین مناسبی باشد

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید