So sánh plc và vi xử lý gồm điểm giống nhau, khác nhau và cách lựa chọn giữa 2 thiết bị này.
So sánh plc và vi xử lý
Giống nhau
- Đều có khả năng lập trình, để thực hiện điều khiển thiết bị ngoại vi.
- Đều được cấu tạo chính bởi một cpu vi xử lý trung tâm, đặc trưng bởi tốc độ thực hiện lệnh và bộ nhớ chương trình.
Khác nhau
- Plc dùng trong công nghiệp, với thiết kế để hạn chế nhiễu từ nguồn và từ trường. Còn mạch vi điều khiển chưa được chống nhiễu nên chỉ ứng dụng trong một số mô hình hoạt động trong gia dụng hoặc nghiên cứu giảng dạy.
- Khi lập trình plc, chủ yếu sử dụng ngôn ngữ lập trình dạng bậc thang ladder. Còn đối với vi điều khiển thì đa số đều sử dụng ngôn ngữ lập trình C sau đó sử dụng công cụ biên dịch thành ngôn ngữ máy.
- Plc có giá thành từ vài triệu đến hàng chục triệu đồng, trong khi đó vi điều khiển có giá thành chỉ khoảng từ vài trăm đến vài triệu.
Cách lựa chọn
Đối với một số ứng dụng nhỏ sử dụng nguồn điện DC, dùng trong gia đình hoặc công sở thì để tiết kiệm tối đa chi phí thì nên lựa chọn sử dụng board mạch vi xử lý. Nhờ nhỏ gọn nên chúng còn được dùng trên thiết bị cầm tay, đồ chơi cho trẻ em hay trên xe đạp điện, xe gắn máy và xe ô tô.
Plc được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn trong công nghiệp, xuất hiện hầu hết trong các tủ điện khiển của máy móc dây chuyền sản xuất.
Khi dùng plc chỉ cần bỏ tiền mua và lập trình mà không cần phải bỏ công suất nghiên cứu chế tạo board mạch như dùng vi điều khiển.
Bảng so sánh chi tiết
| Đặc điểm | PLC (Programmable Logic Controller) | Vi xử lý (Microprocessor) |
| Mục đích thiết kế | Điều khiển logic và tự động hóa trong môi trường công nghiệp. | Thực hiện các phép tính toán và xử lý dữ liệu đa năng. |
| Môi trường hoạt động | Thiết kế chịu được môi trường công nghiệp khắc nghiệt: nhiễu điện từ, rung động, nhiệt độ cao, bụi bẩn. | Thường được sử dụng trong môi trường ổn định, ít khắc nghiệt hơn (máy tính, điện thoại,…). |
| Cấu trúc | Tích hợp sẵn các module vào/ra (I/O) để kết nối trực tiếp với cảm biến, actuator. Thiết kế dạng module để dễ dàng mở rộng. | Chỉ là bộ xử lý trung tâm (CPU) trên một chip. Cần các linh kiện ngoại vi (bộ nhớ, I/O controller) để tạo thành hệ thống hoàn chỉnh. |
| Khả năng giao tiếp | Tích hợp các chuẩn giao tiếp công nghiệp (Ethernet/IP, Modbus, Profibus,…). | Giao tiếp thông qua các giao diện tiêu chuẩn của máy tính (USB, UART, SPI, I2C,…). |
| Lập trình | Sử dụng các ngôn ngữ lập trình chuyên dụng cho điều khiển logic (Ladder Diagram, Function Block Diagram, Structured Text, Sequential Function Chart, Instruction List). | Lập trình chủ yếu bằng các ngôn ngữ lập trình bậc cao (C, C++, Python, Assembly,…). |
| Thời gian thực | Ưu tiên xử lý theo thời gian thực, chu kỳ quét (scan cycle) xác định. | Khả năng xử lý thời gian thực phụ thuộc vào hệ điều hành và thiết kế hệ thống. |
| Độ tin cậy | Độ tin cậy và độ bền cao, thiết kế để hoạt động liên tục trong thời gian dài. | Độ tin cậy cao, nhưng có thể nhạy cảm hơn với các yếu tố môi trường công nghiệp nếu không được bảo vệ. |
| Khả năng mở rộng | Dễ dàng mở rộng số lượng I/O và các chức năng khác bằng cách thêm module. | Khả năng mở rộng phụ thuộc vào thiết kế bo mạch chủ và các giao diện có sẵn. |
| Chi phí | Thường có chi phí cao hơn, đặc biệt là các dòng PLC công nghiệp mạnh mẽ. | Chi phí của vi xử lý đơn lẻ thường thấp hơn, nhưng chi phí toàn bộ hệ thống có thể tương đương hoặc cao hơn tùy thuộc vào độ phức tạp của các linh kiện ngoại vi. |
| Ứng dụng | Điều khiển máy móc, dây chuyền sản xuất, hệ thống tự động hóa công nghiệp, hệ thống SCADA. | Máy tính cá nhân, điện thoại thông minh, thiết bị nhúng, hệ thống điều khiển phức tạp đòi hỏi tính toán cao. |