PLC與嵌入式的區(qū)別是什么

一、引言

在工業(yè)自動(dòng)化和嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）和嵌入式系統(tǒng)是兩個(gè)常被提及的概念。它們各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，但也常常被誤解或混淆。本文旨在深入探討PLC與嵌入式系統(tǒng)之間的區(qū)別，從多個(gè)維度進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比，以幫助讀者更好地理解這兩種技術(shù)的本質(zhì)和應(yīng)用。

二、定義與概述

PLC的定義

PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用可編程的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入輸出控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。PLC由CPU、指令及數(shù)據(jù)內(nèi)存、輸入/輸出接口、電源、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換等功能單元組成。

嵌入式系統(tǒng)的定義

嵌入式系統(tǒng)是由硬件和軟件組成，能夠獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)作的器件。它是以應(yīng)用為中心，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠根據(jù)用戶需求（功能、可靠性、成本、體積、功耗、環(huán)境等）靈活裁剪軟硬件模塊的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的硬件部分包括信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器、通信模塊等，軟件部分則包括軟件運(yùn)行環(huán)境及其操作系統(tǒng)。

三、PLC與嵌入式的區(qū)別

應(yīng)用領(lǐng)域

PLC：主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，如電力、石油、化工、機(jī)械制造等。PLC的設(shè)計(jì)初衷就是為了適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，具有強(qiáng)大的穩(wěn)定性和可靠性。

嵌入式系統(tǒng)：廣泛應(yīng)用于各種嵌入式設(shè)備中，如航空航天、汽車、消費(fèi)電子、智能家居等。嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，根據(jù)具體需求進(jìn)行定制開發(fā)，具有高度的專用性和靈活性。

系統(tǒng)架構(gòu)

PLC：基于模塊化的架構(gòu)，可以添加不同的模塊來實(shí)現(xiàn)不同的功能。PLC的硬件和軟件都是標(biāo)準(zhǔn)化的，方便用戶進(jìn)行選擇和配置。

嵌入式系統(tǒng)：通常具有固定的硬件和軟件配置，針對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)。嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件緊密集成，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

編程語言

PLC：主要使用梯形圖語言進(jìn)行編程，這種圖形化編程方式簡(jiǎn)單易懂，方便用戶快速上手。此外，PLC還支持一些文本編程語言，如指令表（Instruction List）和結(jié)構(gòu)化文本Structured（ Text）。

嵌入式系統(tǒng)：通常使用C、C++等高級(jí)編程語言進(jìn)行編程。這些編程語言具有強(qiáng)大的功能和靈活性，可以滿足復(fù)雜的編程需求。

實(shí)時(shí)性

PLC：具有高度的實(shí)時(shí)性，能夠快速地響應(yīng)外部輸入并作出相應(yīng)的控制輸出。這對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制來說至關(guān)重要，可以確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性。

嵌入式系統(tǒng)：同樣具有實(shí)時(shí)性要求，但具體實(shí)時(shí)性能取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用需求。在某些應(yīng)用中，嵌入式系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)甚至微秒級(jí)的響應(yīng)時(shí)間。

可靠性

PLC：采用工業(yè)級(jí)元器件和模塊化設(shè)計(jì)，具有可靠、穩(wěn)定的性能。PLC經(jīng)過嚴(yán)格的環(huán)境測(cè)試和性能測(cè)試，能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

嵌入式系統(tǒng)：可靠性也較高，但具體可靠性取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式。嵌入式系統(tǒng)需要針對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行定制和優(yōu)化，以確保其穩(wěn)定性和可靠性。

開發(fā)難度

PLC：開發(fā)難度相對(duì)較低，因?yàn)镻LC采用圖形化編程方式，用戶無需深入了解底層硬件和軟件細(xì)節(jié)。此外，PLC還具有豐富的開發(fā)資源和文檔支持，方便用戶進(jìn)行開發(fā)。

嵌入式系統(tǒng)：開發(fā)難度相對(duì)較高，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)需要針對(duì)具體硬件進(jìn)行底層驅(qū)動(dòng)和操作系統(tǒng)的開發(fā)。此外，嵌入式系統(tǒng)還需要考慮功耗、體積、成本等多個(gè)因素，增加了開發(fā)的復(fù)雜性。

成本

PLC：成本相對(duì)較高，因?yàn)镻LC包含了更多的功能和接口，并且采用了工業(yè)級(jí)元器件和模塊化設(shè)計(jì)。但是，考慮到PLC的穩(wěn)定性和可靠性以及開發(fā)效率等因素，PLC的性價(jià)比通常較高。

嵌入式系統(tǒng)：成本因具體需求和設(shè)計(jì)方案而異。對(duì)于簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)來說，成本可能較低；但對(duì)于復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)來說，成本可能較高。

四、總結(jié)

PLC和嵌入式系統(tǒng)各有其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。PLC主要適用于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具有強(qiáng)大的穩(wěn)定性和可靠性以及簡(jiǎn)單的開發(fā)方式；而嵌入式系統(tǒng)則廣泛應(yīng)用于各種嵌入式設(shè)備中，具有高度的專用性和靈活性以及豐富的功能和接口。在選擇PLC或嵌入式系統(tǒng)時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求、成本預(yù)算和技術(shù)要求等因素進(jìn)行綜合考慮。