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單片機,又稱微處理器,它將一個系統所需要的RAM、Rom、CPU等相關外設集成在一塊集成電路上,我們通過匯編語言或者C語言寫成需要的程序下載到單片機中運行,其實無論哪種單片機無非都是在控制自己的相關IO高低變化從而達到控制外設的目的。
在學習單片機的過程中,大部分人也是從點亮一個LED 燈泡開始的,完后時流水燈,控制繼電器,在然后就是各種協議,如IIC、SPI、USART等。那么我么將這些都學會了能干什么呢?做一個流水燈?沒什么意義。
其實在日常簡單的工業控制中,我們完全可以利用單片機取代昂貴的PLC達到自己的控制目的,畢竟單片機的價格相對于PLC來說微乎其微。舉例說工廠有一個簡單的設備需要改造,其內容涉及到光電采集信號,對采集的邏輯電平進行延時,完后輸出一個邏輯電平型號控制接觸器等相關外設,這個時候其實我們用單片機就可以了。不用高端單片機STC也可以,我們設計好電源,做一些相關屏蔽,留出需要的IO口,只要你有能力,可以設計一塊很小的PCB來容納這些東西,裝入需要的控制柜中最為控制的核心原件。有的人說,單片機的抗干擾能力能好過PLC?怎么能夠在工業系統中應用,當然我不否認這種說法,但是對于一些對抗干擾要求不高的場合,利用繼電器的自鎖互鎖設計比較麻煩,采用PLC成本太高,所以這個時候單片機其實是最好的選擇。
下面我們來舉個例子;
例如有這么一個控制系統,要求光電檢測物體,當光電檢測到物體到來時,接近傳感器隨機檢測物體是否為金屬,當為金屬時,系統不做處理,當不為金屬時,系統輸出報警型號,控制報警器工作3s后關閉報警器,提示人工挑揀。
下面我們先來說幾種實現方法:
1.利用繼電器加延時繼電器進行設計,完全可以達到要求,成本也不是很高。
2.采用PLC更加簡單,一個梯形圖外加幾個繼電器就搞定,但是成本高了,而且對于PLC的IO口來說一種浪費。
3.采用單片機:我們將光電采集的信號進入單片機的外部中斷,在中斷程序中判斷接近傳感器的電平變化,沒有信號就不是金屬物體,我們輸出一個電平信號用定時器延時3秒就可以,而且成本低廉。接下來對此系統進行擴展,加入一個1602液晶顯示屏,成本在10元以內,在液晶上我們對經過光電的物體進行檢測,顯示出非金屬物體有多少個,我們還可以加入按鍵來隨時調節報警輸出時間,成本基本無變化。如果用PLC的話,就需要加HDMI、組態。這樣簡單的系統其實對于PLC來說真是一種浪費。你們認可嗎??
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