¿Por qué se prefieren los controladores lógicos programables (PLC) a los microcontroladores en las industrias de automatización?

Answer 1

Preguntar por qué se prefieren los PLC en lugar de los microcontroladores en la automatización es como preguntar por qué las computadoras portátiles / de escritorio se prefieren a los microprocesadores.

Los controladores lógicos programables o PLC están en el controlador final mejor adaptados y específicamente diseñados para la industria de la automatización. La siguiente razón puede citarse para el éxito de los PLC sobre soluciones de disfraces basadas en microcontroladores o microprocesadores.

1. Gran capacidad: hoy en día, el PLC tiene una capacidad de más de 3000 E / S combinadas de forma analógica y digital. Esto se mantiene a través de una estación central de ingeniería para facilitar el control.
2. Diseño modular: la capacidad y el diseño del PLC pueden modificarse fácilmente para adaptarse a las necesidades del cliente posteriores a la implementación. Esto no es factible con relés o soluciones basadas en microcontroladores.
3. Arquitectura distribuida: para aplicaciones grandes, se puede implementar un sistema distribuido con comunicación entre varios PLC utilizando protocolos como Modbus o profibus, etc.
4. Grado industrial: los PLC están diseñados con tolerancia para soportar diversas condiciones peligrosas para industrias tales como interferencia electromagnética, alta temperatura, fluctuación de potencia, etc.
5. Seguridad: los fabricantes de PLC también ofrecen características de seguridad, como la certificación SIL según los requisitos del cliente para el Sistema de protección / apagado de emergencia.
6. Utilidad: los PLC pueden interactuar con una gran cantidad de variadores y actuadores que van desde analógicos y digitales a tipos especiales, como medición de velocidad y RTD / termopares, etc. Esto se puede hacer fácilmente cambiando los módulos de E / S y configurándolos.
7. Mantenimiento y repuestos fáciles: debido al diseño modular, la resolución de problemas es más fácil y el requisito de no repuestos se reduce y se puede manejar fácilmente.

8. Función incorporada y algoritmos: hay funciones incorporadas como PID, Feedforward, Observador de estado, etc. en el software lógico del PLC que se pueden usar para el diseño lógico.

9. Características de diagnóstico: el PLC tiene diagnósticos incorporados para falla de Lan, falla de energía, problemas de lógica, desconexión de E / S y alarmas.

Debido a las razones anteriores, los PLC son la elección de los ingenieros de automatización.

Answer 2

Las ventajas de usar PLC:

– Son sistemas probados para trabajar en entornos industriales cuando los utiliza según las recomendaciones del fabricante. Tienen manuales de usuario para cada parte, incluido cómo conectarlos y las mejores prácticas para conectar su panel PLC.

– Interoperabilidad directa con otros dispositivos industriales como relés, válvulas, actuadores, transmisores, arrancadores de motor, VFD, HMI (controladores incorporados incluso para PLC de la competencia) y SCADA, etc.

– Es más malo en entornos industriales hostiles de altas temperaturas, humedad y productos químicos. Vienen en versiones endurecidas adecuadas para ser instaladas en tanques, aviones y en ambientes marinos.

– Tienen marcado UL y CE que se requiere en las especificaciones del proyecto, no importa si la persona que escribió esas especificaciones realmente entendió lo que estaban escribiendo o no. He visto especificaciones recientes que dicen “Windows 95” o “dispositivo de programación” en referencia a cuándo se programaron los PLC utilizando dispositivos especializados como en la imagen a continuación.

– Curva de aprendizaje más corta, ya que normalmente los ingenieros eléctricos los usan y el lenguaje predominante de la programación en escalera es similar a los circuitos de relé reales (aunque en realidad hay 5 lenguajes de programación de PLC IEC). La mayoría de los programadores de PLC comienzan como un EE en lugar de hacerlo desde la informática o la programación. Aunque por la experiencia en Quora, parece que todos los que saben inglés saben cómo codificar para que los nuevos programadores PLC puedan ser de disciplinas cada vez más diversas.

– Las grandes plantas y clientes quieren una plataforma estable que pueda durar 20 años.
y tiene repuestos por más de 30 años. Los principales jugadores de PLC admitirán CADA parte individual para repuestos mínimos durante 10 años DESPUÉS de que declaren una parte como ‘retirada’. Después de esos 10 años, aún puede comprar piezas en línea durante otros diez años más o menos dependiendo de la popularidad de ese producto, aunque será muy costoso. Hay empresas que se ocupan de repuestos restaurados.

– La consideración del precio no es importante para los usuarios finales. Con el precio de una configuración de motor VFD + que frecuentemente cuesta más que el PLC y los módulos en sí, los usuarios finales no ponen tanto énfasis en el menor costo de los microcontroladores.

– Inmunidad al ruido. Puede encontrar PLC con especificaciones sobre niveles de inmunidad al ruido con certificados que los respalden. Los microcontroladores cuestan <$ 50. Tómelo o déjelo, no haga preguntas. Intente tomar un walkie talkie de alta potencia y usarlo junto a un microcontrolador (TBH no lo he hecho antes, alguien por favor hágalo y dígame el resultado).

– Servicio postventa de piezas. Tendrá un representante de ventas en cada país que puede escalar cualquier problema al representante de ventas de la compañía fabricante que puede escalar hasta el representante técnico de la compañía fabricante que puede escalar hasta el representante técnico regional de la compañía fabricante que puede escalar hasta la empresa global del fabricante. representante técnico de la sede (se llaman The Godfathers … no es broma).

– Programa de código fuente PLC servicio postventa. Mientras el Usuario final mantenga el programa de código fuente del PLC, cualquier otro integrador de sistemas competente podrá ingresar y depurar, modificar y ajustar el programa existente del PLC. Esto es algo que la mayoría de las empresas DCS previenen al no permitir que los integradores de sistemas manejen proyectos. Imagine para una aplicación de microcontrolador, ningún integrador de sistemas querría tocar el sistema. La reputación es importante en la industria. Si toca un sistema y no puede resolver el problema o arruinar el sistema, las noticias viajan rápido en la industria (aunque normalmente no en Twitter).

– Redundancia.

Antiguo dispositivo de programación.
Fuente: programador de mano Allen bradley PLC2 1770-tb 1770-ff

Answer 3

querido

Los microcontroladores tienen limitaciones de IO, memoria, temporizadores y contadores Watchdog, mientras que el PLC es un controlador más potente ya que tiene capacidad de expansión IO, potente watchdog para PID, sistemas de control de circuito cerrado y, en su mayoría, un lenguaje de programación muy fácil para ejecutar procesos complejos o control de máquina. puede aumentar la capacidad de memoria agregando una tarjeta SD con PLC, en MC no puede ser posible.

El PLC tiene un módulo redundante y a prueba de fallas con protocolo de comunicación de alta velocidad como profinet, profibus, AS-I, Modbus.

Entonces, en última instancia, el PLC es más poderoso que el MC para aplicaciones industriales.

Answer 4

Se prefieren los PLC en aplicaciones donde son apropiados.

Sin embargo, hay muchas más aplicaciones donde los microcontroladores dedicados son más apropiados. Es decir, un automóvil moderno tiene más de 50 microcontroladores pero no un solo PLC. Incluso los PLC tienen uno o más microcontroladores como núcleo.

Una vez estuve involucrado en un diseño de producto industrial que necesitaba un periférico que queríamos obtener de Asia. El proveedor citó un precio que era prohibitivamente alto, en parte porque su diseño se basaba en un PLC para el control de algunas válvulas. En consecuencia, diseñamos una pequeña placa de microcontrolador de 8 bits y le dimos el diseño y el código fuente al proveedor para que lo hiciera como quisiera. Pudieron alcanzar nuestro precio objetivo y me di cuenta de que desde entonces no han usado un solo PLC en ninguno de sus otros productos. 🙂

Answer 5

Hola ,
Gracias por el A2A.
Los PLC son definitivamente más preferidos que los microcontroladores en la industria por muchas razones. Sin embargo, tenga en cuenta que el comportamiento de un PLC también se puede modelar en un microcontrolador. Las razones generales son:
1. Sin curva de aprendizaje: a escala industrial, las empresas gastan mucho en educar a los empleados sobre nuevos métodos. Usar plc es genérico, mientras que uno tiene que aprender un nuevo idioma para uC
2. Programa Ladder: es fácil e intuitivo programar un PLC que un microcontrolador.
3. Interoperabilidad de dispositivos: si uno conoce la programación de PLC, entonces eso es casi todo lo mismo en todas las marcas y, por lo tanto, no hay necesidad de depender solo de una marca en particular

Espero que ayude

Answer 6

Otros autores ya han cubierto muchos puntos. Quiero mencionar un nuevo punto. Los creadores de PLC son grandes empresas. Cada producto está respaldado por una buena documentación, stock de repuestos y un sólido equipo de soporte. Incluso si algunos empleados de apoyo se van, son reemplazados y entrenados.

En comparación, la mayoría de los proveedores de soluciones de microcontroladores son pequeñas empresas donde el diseñador mismo es el proveedor de soporte y si se va, entonces el soporte se ve afectado.

Answer 7

Bueno, esta pregunta es igual a preguntar “¿Por qué no podemos usar pequeños pinceles utilizados por artistas para hacer un trabajo de pintura de paredes?”

Al igual que los microcontroladores, los PLC también tienen una CPU en su núcleo, pero al mismo tiempo también tienen una serie de otros componentes que facilitan la interfaz con los instrumentos de campo como sensores y actuadores y otros sistemas de subcontrol. A continuación, tienen una lógica de escalera universal que se ha utilizado durante décadas en la industria de la automatización, que al menos para ellos es fácil de entender y trabajar.
Los microcontroladores y el equipo industrial funcionan en diferentes niveles lógicos y de potencia, por lo que, en teoría, si eres demasiado terco y quieres usar un microcontrolador en lugar de un PLC ya disponible, tendrás que pasar la mayor parte del tiempo diseñando una interfaz entre el equipo industrial y microcontrolador Y al hacerlo, terminará creando un sistema que no hace más que emular las funcionalidades del PLC, excepto que no comprenderá la lógica de escalera.

para hacerlo corto y simple
microcontroladores = CPU + RAM + ROM / FLASH + I / O + (UART, SPI, I2C, CAN (A VECES), TEMPORIZADORES E INTERRUPCIONES)

PLC = CPU (+ CPU DE ESPERA REDUNDANTE) + RAM + ROM / FLASH / MEMORIA + E / S + FUSIBLES + CONTROLADORES DE INTERFAZ + (PUERTO SERIE (casi igual que UART), TEMPORIZADORES, INTERRUPCIONES, PUEDE (CASI TODAS LAS VECES, COMUNICACIÓN AVANZADA) AUTOBUSES COMO MODBUS, etc, DIN RAIL, HART HABILITA TERMINAL Y CARGAS DE OTRAS COSAS.)

¡¡Salud!!

Answer 8

Escalabilidad: los microcontroladores son demasiado pequeños para manejar cientos y miles de E / S.
Modularidad: casi todos los PLC son modulares. Puede agregar / quitar E / S y otros módulos fácilmente con PLC.
Medio ambiente: los PLC están hechos para entornos resistentes y difíciles. Un microcontrolador no puede soportar el polvo como lo hay en la industria del cemento, por ejemplo. Un microcontrolador no puede funcionar en entornos offshore con niveles tan altos de humedad, corrosión, vibraciones, etc.
Integración: la mayoría de los PLC se pueden integrar fácilmente con otras redes industriales agregando solo otro módulo de comunicación. Este no es el caso con los microcontroladores.

Hay muchas otras razones (confiabilidad, complejidad, programación, etc.) que sugieren que los PLC son una mejor opción que un microcontrolador en un entorno industrial, pero aquí mencioné solo los básicos.

Editar:
También puede ver otra de mis respuestas a una pregunta similar.
La respuesta de Bilal Shah a ¿Por qué los PLC y la programación en escalera siguen siendo el estándar de la industria? ¿Qué pasa con los microcontroladores o FPGA?

Answer 9

Si bien los PLC pueden parecer inflexibles e incluso arcaicos, ofrecen una cosa que rara vez puede ser desactivada por un microcontrolador programado por alguien que es menos que un experto en el campo de la automatización industrial, el determinismo. Un PLC de calidad siempre realizará una tarea exactamente en el mismo orden y dentro de un marco de tiempo limitado cada vez que se ejecute. Existen innumerables variables (p. Ej., Profundidad de la tubería, errores de caché, temporizaciones intracomponentes, etc.) que deben tenerse en cuenta al diseñar un sistema basado en microcontrolador de modo que garantice un rendimiento verdaderamente repetible y preciso.

Esto no quiere decir que un microcontrolador, DSP o sistema informático completo bien programado no pueda diseñarse, configurarse ni programarse para cumplir los requisitos de un sistema en el que podría utilizarse un PLC más tradicional. De hecho, los PLC modernos suelen utilizar microcontroladores en su núcleo. La diferencia proviene de que el PLC, en su conjunto, está diseñado con una comprensión completa de los componentes utilizados y las interacciones que surgen de su integración.

Answer 10

La pregunta ya ha sido respondida bien por otros aquí. Solo quiero agregar un par de puntos. Un PLC es un microcontrolador (utiliza un chip de microprocesador), solo tiene una arquitectura industrial compatible con ese microprocesador y tiene un lenguaje de programación estándar (lógica de escalera) incorporado para que los electricistas que tienen que mantener el equipo durante la vida útil del equipo puedan entender y utilizar para solucionar problemas de equipos complejos.

Un PAC (controlador de automatización de procesos), por otro lado, utiliza 2 o más chips de procesamiento informáticos completos y tiene microprocesadores en cada tarjeta de entrada / salida. Un PAC es una computadora de grado industrial con PLC y controlador de movimiento incorporado.

Answer 11

La mayoría de los microcontroladores tienen funcionalidades y limitaciones preestablecidas. Los PLC son básicamente trozos grandes y programables de material semiconductor fabricado. Una vez que se programa para seguir un diagrama de estado o una lógica de escalera (casi extinta ahora), de repente se convierte en un sistema medio que puede monitorear un conjunto dado de periféricos y proporcionar las salidas respectivas para escenarios y eventos anticipados. La gran ventaja es que puede decidir qué hará el dispositivo, ya que no se ve obstaculizado de ninguna manera anteriormente.

Los FPGA son más manipulables que los PLC, pero aún no pueden manejar los requisitos de energía.

Answer 12

Creo firmemente en los microcontroladores, especialmente por su velocidad en los procesos en tiempo real y el acceso directo al manejo de interrupciones, etc.

---

Sin embargo, he estado usando PLC de Schneider en varios niveles durante los últimos años y descubrí que el 99.9% de las aplicaciones para las que solía usar Microcontroladores ahora pueden ser manejadas por PLC correctamente programados. sí, hay un costo inicial más alto, pero la confiabilidad y flexibilidad, sin mencionar la facilidad de actualización y mantenimiento para las necesidades cambiantes de los clientes, es sorprendente. El uso de interfaces gráficas es ahora imprescindible y la velocidad con la que se puede implementar un sistema en comparación con lo que estaba acostumbrado con los sistemas controlados por hardware es simplemente increíble.

Answer 13

A2A. Copiado de la página en bayt.com

El PLC es un controlador dedicado diseñado para uso industrial. Contiene los diversos tipos de E / S que coinciden de manera muy adecuada con la instrumentación industrial y las interfaces de control de la planta. Proporciona flexibilidad en las opciones de programación, especialmente el “lenguaje de escalera” que es similar a la “red de escalera” estándar industrial utilizada para diseñar esquemas de control automático en las plantas. El sistema general es modular y el usuario necesita agregar módulos para aumentar las E / S. Tiene la interfaz de programación estándar junto con las funciones de monitoreo en línea de los distintos parámetros de la planta.

Sin embargo, el microntroller proporciona las salidas TTL utilizadas y se puede programar en ensamblaje y lenguaje C. Tiene menos memoria de programación, disponible como una solución de chip único para aplicaciones más pequeñas. La periferia del hardware requiere un diseño de bajo nivel para obtener la funcionalidad extendida y no hay soporte para el esquema de control industrial convencional, las “redes de escalera”. La extensión de E / S tampoco está disponible en forma modular estándar.

Answer 14

Los PLC son plug-n-play. Los microcontroladores requieren hardware interno y competencia de software integrado. Muchos PLC se basan en microcontroladores (supongo que también en PC pequeñas).

Answer 15

Un controlador lógico programable (PLC) es un dispositivo electrónico de propósito general basado en un microcontrolador para controlar el funcionamiento de una máquina o proceso. A diferencia de los sistemas convencionales basados ​​en microcontroladores, los PLC no están programados por el fabricante del dispositivo, sino por el fabricante de la máquina o el usuario final.

Answer 16

Son rápidos y menos sofisticados.

Answer 17

No necesitamos comparar PLC y microcontroladores porque ambos tienen una forma de trabajo diferente según las necesidades de las industrias de automatización.