माइक्रोकंट्रोलर बनाम पीएलसी: एक विस्तृत तुलना

हाल ही के समय में अन्य माइक्रोकंट्रोलर आधारित बोर्डों के Arduino और स्कोर के आगमन ने एम्बेडेड सिस्टम में रुचि बढ़ा दी है, जिससे माइक्रोकंट्रोलर की दुनिया काफी हद तक खुल गई है। इससे न केवल माइक्रोकंट्रोलर उपयोगकर्ताओं की संख्या में वृद्धि हुई है, बल्कि उन दायरों और अनुप्रयोगों में भी वृद्धि हुई है जिनमें उनका उपयोग किया जाता है। इसीलिए पिछले कुछ लेखों में, हमने कुछ प्रमुख विषयों को शामिल किया है, जो महान एम्बेडेड सिस्टम डिवाइस बनाने के लिए महत्वपूर्ण हैं; अपनी परियोजना के लिए सही माइक्रोकंट्रोलर का चयन करना, एक माइक्रोकंट्रोलर और माइक्रोप्रोसेसर के बीच चयन करना। उसी लेख में, आज के लेख के लिए, मैं माइक्रोकंट्रोलर्स की तुलना प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) से करूंगा ।

निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक

एक प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) केवल एक विशेष प्रयोजन कंप्यूटिंग डिवाइस है जिसे औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों और अन्य प्रणालियों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां सिस्टम की विश्वसनीयता अधिक है।

उन्हें स्वचालन उद्योग द्वारा निर्माण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले हार्डवेयर्ड रिले, सीक्वेंस और टाइमर को बदलने के लिए शुरू में विकसित किया गया था, लेकिन आज उन्हें स्केल किया गया है और रोबोट आधारित लाइनों सहित सभी प्रकार की निर्माण प्रक्रियाओं द्वारा उपयोग किया जा रहा है। इन दिनों, शब्द में कोई एकल कारखाना नहीं है जिसमें पीएलसी पर चलने वाली मशीन या उपकरण नहीं हैं। उनके व्यापक गोद लेने और उपयोग का मुख्य कारण उनकी असभ्यता में गहराई से पाया जा सकता है और विनिर्माण फर्श से जुड़े किसी न किसी हैंडलिंग / पर्यावरण का सामना करने की क्षमता है । वे रियल टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम का एक अच्छा उदाहरण भी हैं चूंकि वे बहुत कम समय सीमा के भीतर विशिष्ट इनपुट के लिए आउटपुट का उत्पादन करने की उच्च क्षमता रखते हैं, जो कि औद्योगिक सेटिंग्स के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है क्योंकि एक दूसरे विलंब पूरे ऑपरेशन को बाधित कर सकता है।

माइक्रोकंट्रोलर्स

दूसरी ओर माइक्रोकंट्रोलर एक एकल चिप पर छोटे कंप्यूटिंग डिवाइस होते हैं जिनमें एक या अधिक प्रोसेसिंग कोर होते हैं, जिसमें प्रोग्रामेबल स्पेशल और सामान्य प्रयोजन इनपुट और आउटपुट (I / O) पोर्ट के साथ मेमोरी डिवाइस एम्बेडेड होते हैं। उनका उपयोग सभी प्रकार के दैनिक उपकरणों में किया जाता है, विशेषकर उन अनुप्रयोगों में जहां केवल विशिष्ट दोहराए जाने वाले कार्यों को करने की आवश्यकता होती है। वे आम तौर पर नंगे होते हैं और आवश्यक कनेक्शन के बिना स्टैंडअलोन उपकरणों के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है। पीएलसी के विपरीत, उनके पास डिस्प्ले जैसे इंटरफेस नहीं होते हैं, और निर्मित स्विचेस जैसे कि उनके पास आमतौर पर GPIO होता है, जिससे इन घटकों को जोड़ा जा सकता है।

आज के ट्यूटोरियल को विभिन्न शीर्षकों के तहत पीएलसी और माइक्रोकंट्रोलर सिस्टम की तुलना करने पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा जिसमें शामिल हैं;

1. आर्किटेक्चर
2. इंटरफेस
3. प्रदर्शन और विश्वसनीयता
4. आवश्यक कौशल स्तर
5. प्रोग्रामिंग
6. अनुप्रयोग

1. वास्तुकला

पीएलसी वास्तुकला:

पीएलसी को आम तौर पर एक उच्च स्तरीय माइक्रोकंट्रोलर के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। वे अनिवार्य रूप से एक प्रोसेसर मॉड्यूल, बिजली की आपूर्ति और I / O मॉड्यूल से बने होते हैं । प्रोसेसर मॉड्यूल में सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) और मेमोरी होती है। माइक्रोप्रोसेसर के अलावा, सीपीयू में कम से कम एक इंटरफ़ेस होता है जिसके माध्यम से इसे संचारित नेटवर्क के साथ प्रोग्राम किया जा सकता है (USB, ईथरनेट या RS232)। बिजली की आपूर्ति आमतौर पर एक अलग मॉड्यूल है, और I / O मॉड्यूल प्रोसेसर से अलग हैं। I / O मॉड्यूल के प्रकारों में असतत (चालू / बंद), एनालॉग (निरंतर चर), और विशेष मॉड्यूल जैसे गति नियंत्रण या उच्च गति काउंटर शामिल हैं। फ़ील्ड डिवाइस I / O मॉड्यूल से जुड़े होते हैं।

पीएलसी के पास I / Os मॉड्यूल की मात्रा के आधार पर, वे पीएलसी के रूप में या अलग बाड़े में एक ही बाड़े में हो सकते हैं। नैनो / माइक्रो पीएलसी नामक कुछ छोटे पीएलसी में आमतौर पर एक ही बाड़े में बिजली, प्रोसेसर आदि सहित उनके सभी भाग होते हैं।

माइक्रोकंट्रोलर की वास्तुकला

उपरोक्त वर्णित पीएलसी की वास्तुकला कुछ हद तक घटकों के संदर्भ में माइक्रोकंट्रोलर के समान है, लेकिन माइक्रोकंट्रोलर सीपीयू से आई / ओ बंदरगाहों और बाहरी दुनिया के साथ संचार के लिए आवश्यक इंटरफेस से सब कुछ एक चिप पर लागू करता है। माइक्रोकंट्रोलर का आर्किटेक्चर नीचे दिखाया गया है।

सीढ़ी तर्क / आरेख आधारित कोड का एक उदाहरण ऊपर दिखाया गया है। यह आमतौर पर एक सीढ़ी की तरह दिखता है जो इसके नाम के पीछे का कारण है। यह सरलीकृत रूप PLC को प्रोग्राम करने के लिए बहुत आसान बनाता है ताकि यदि आप एक योजनाबद्ध का विश्लेषण कर सकें, तो आप PLC को प्रोग्राम कर सकते हैं।

आधुनिक उच्च स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाओं की हालिया लोकप्रियता के कारण, पीएलसी अब इन भाषाओं जैसे सी, सी ++ और बुनियादी का उपयोग करके प्रोग्राम किया जा रहा है, लेकिन सभी पीएलसी आम तौर पर अभी भी उद्योग IEC 61131/3 नियंत्रण प्रणाली मानक का पालन करते हैं और प्रोग्रामिंग भाषाओं का समर्थन करते हैं। मानक जिसमें शामिल हैं; सीढ़ी आरेख, संरचित पाठ, फ़ंक्शन ब्लॉक आरेख, निर्देश सूची और अनुक्रमिक प्रवाह चार्ट।

आधुनिक दिन पीएलसी को आमतौर पर उपर्युक्त किसी भी भाषा के आधार पर एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर के माध्यम से प्रोग्राम किया जाता है, पीएलसी से जुड़े पीसी पर, यूएसबी, ईथरनेट, RS232, RS-485, RS-422, इंटरफेस में से किसी का उपयोग करके।

दूसरी ओर माइक्रोकंट्रोलर को निम्न स्तर की भाषाओं जैसे असेंबली या उच्च स्तरीय भाषाओं जैसे सी और सी ++ जैसी अन्य भाषाओं का उपयोग करके प्रोग्राम किया जाता है । यह आमतौर पर प्रोग्रामिंग भाषा का उपयोग करने और फर्मवेयर विकास के सिद्धांतों की एक सामान्य समझ के साथ उच्च स्तर के अनुभव की आवश्यकता होती है। प्रोग्रामर को आमतौर पर डेटा संरचनाओं जैसी अवधारणाओं को समझने की आवश्यकता होती है और परियोजना के लिए एक बहुत अच्छा फर्मवेयर विकसित करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर आर्किटेक्चर की गहरी समझ की आवश्यकता होती है।

माइक्रोकंट्रोलर्स को आमतौर पर एक पीसी पर चलने वाले एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर के माध्यम से प्रोग्राम किया जाता है और वे आमतौर पर उस पीसी से जुड़े होते हैं, जिसे आमतौर पर प्रोग्रामर कहा जाता है ।

पीएलसी पर कार्यक्रमों का संचालन हालांकि माइक्रोकंट्रोलर के समान है। पीएलसी एक समर्पित नियंत्रक का उपयोग करता है परिणामस्वरूप वे केवल एक कार्यक्रम को बार-बार संसाधित करते हैं। कार्यक्रम के माध्यम से एक चक्र को स्कैन कहा जाता है और यह लूप से गुजरने वाले माइक्रोकंट्रोलर के समान है।

पीएलसी पर चल रहे प्रोग्राम के माध्यम से एक ऑपरेटिंग चक्र नीचे दिखाया गया है।

6. आवेदन

पीएलसी औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले प्राथमिक नियंत्रण तत्व हैं। वे औद्योगिक मशीनों, कन्वेयर, रोबोट और अन्य उत्पादन लाइन मशीनरी के नियंत्रण में आवेदन पाते हैं। वे SCADA आधारित प्रणालियों और उन प्रणालियों में भी उपयोग किए जाते हैं जिन्हें उच्च स्तर की विश्वसनीयता और चरम स्थितियों का सामना करने की क्षमता की आवश्यकता होती है। उनका उपयोग उद्योगों में किया जाता है;

1. सतत बोतल भरने प्रणाली

2. बैच मिश्रण प्रणाली

3. स्टेज एयर कंडीशनिंग प्रणाली

4. नियंत्रण नियंत्रण

दूसरी ओर माइक्रोकंट्रोलर रोज़ इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में आवेदन पाते हैं। वे कई उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और स्मार्ट उपकरणों के प्रमुख बिल्डिंग ब्लॉक हैं।

माइक्रोकंट्रोलर के साथ औद्योगिक अनुप्रयोगों में पीएलसी की जगह

माइक्रोकंट्रोलर बोर्डों का उपयोग करने के लिए आसान के आगमन ने उस दायरे को बढ़ा दिया है जिसके भीतर माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किया जा रहा है, अब उन्हें कुछ अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित किया जा रहा है, जिसके लिए माइक्रोकंट्रोलर को मिनी DIY कंप्यूटरों से कई जटिल नियंत्रण प्रणालियों के लिए अनुपयुक्त माना जाता था। इससे यह सवाल उठने लगा है कि पीएलसी के स्थान पर माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग क्यों नहीं किया जाता है, मुख्य तर्क पीएलसी की लागत माइक्रोकंट्रोलर की तुलना में है। यह महत्वपूर्ण है कि औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने से पहले नियमित माइक्रोकंट्रोलर के लिए बहुत कुछ किया जाना चाहिए।

जबकि इस लेख के भीतर पहले से ही वर्णित बिंदुओं से उत्तर पाया जा सकता है, लेकिन यह दो प्रमुख बिंदुओं को उजागर करने के लिए पर्याप्त है।

1. माइक्रोकंट्रोलर्स को बीसी जैसी चरम स्थितियों का सामना करने की क्षमता और क्षमता के साथ नहीं बनाया गया है। यह उन्हें औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए तैयार नहीं करता है।

2. औद्योगिक सेंसर और एक्ट्यूएटर आमतौर पर IEC मानक के अनुसार डिज़ाइन किए जाते हैं जो आमतौर पर वर्तमान / वोल्टेज और इंटरफेस की एक सीमा पर होते हैं जो कि सीधे माइक्रोकंट्रोलर के साथ संगत नहीं हो सकते हैं और उन्हें किसी प्रकार के सहायक हार्डवेयर की आवश्यकता होगी जो लागत में वृद्धि करता है।

अन्य बिंदु मौजूद हैं लेकिन इस लेख के दायरे में रहने के लिए, हमें यहाँ रुकना चाहिए।

राउंडिंग, इन नियंत्रण उपकरणों में से प्रत्येक को कुछ प्रणालियों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है और किसी विशेष एप्लिकेशन के लिए सबसे अच्छा निर्णय लेने से पहले उन पर अच्छी तरह से विचार किया जाना चाहिए। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कुछ निर्माता माइक्रोकंट्रोलर आधारित पीएलसी का निर्माण कर रहे हैं, जैसे औद्योगिक ढाल अब नीचे दिखाए गए Arduino आधारित पीएलसी बनाते हैं।