PLC یا میکروکنترلر؟ کدام یک برای هوشمند سازی بهتر است؟
دوستانی که در عرضه های فنی کار می کنند، همیشه می خواهند از کاری که کردند دفاع کنند؛ و کار درستی هم هست!! بالاخره زحمت کشیدند و از فکر خود باید دفاع کنند. نکته قابل توجه در محصولات این است که، محصول ما قرار نیست بازار ما را رهبری کند؛ آنچه که قرار است بازار ما را رهبری کند، ویژگی های محصول ما است که منجر به این می شود که نیاز های مشتری ما پاسخ داده شود. برای مثال؛ یکی از مباحث بسیار مهمی که در چند وقت گذشته مطرح شده و قبلا هم بوده؛ این است که سیستم های کنترلی که از دستگاه های PLC استفاده می کنند سیستم های بهتری هستند یا سیستم های که از میکروکنترلرها یا هر نوع پردازنده قابل برنامه ریزی استفاده می کنند؟ کدام یک از اینها بهتر است؟! در جواب باید گفت که؛ هر کدام از این سیستم ها برای جایی ساخته شده اند. گرچه این سوالات برای افرادی که رشته های برق و سخت افزار می خوانند، خیلی زیاد پیش می آید و معمولا در دانشگاه ها هم بسیار به این موضوع پرداخته می شود. افرادی که به سمت یادگیری و کار کردن با پی ال سی می روند و افرادی که تمرکز خود را بر روی برنامه نویسی میکروکنترلر می گذارند.
برای مشتری شما کارکرد، پایداری و انعطاف پذیری سیستم و مقیاس پذیری سیستم شاید مهم باشد، حال به این موضوع بپردازیم که کدام یک از این سیستم ها می تواند شرایط بهتری را برای ما ایجاد کند؟! جواب این سوال به این بستگی دارد که؛ ما چه چیزی را در چه جایی و چگونه می خواهیم کنترل کنیم؟
برای مثال؛ وقتی که یک پروژه ای داریم که این پروژه یا کار، قرار است به صورت محلی یا اختصاصی برای ما طراحی و ساخته شود مانند: یک کارگاه که قرار است یک خط تولید کوچک یا بزرگ راه اندازی شود و می خواهم یک سیستم اتوماسیون برای این خط تولید داشته باشم. خط تولید ذکر شده از اجزا مختلفی مانند: موتور ها و سنسور های مختلف تشکیل شده است، برای مانیتورینگ و کنترل بهتر نیاز به یک سیستم کنترلی است. در اینجا دو راه حل وجود دارد؛ استفاده از PLC ها یا استفاده از میکروکنترلر ها.
در اینجا به تحلیل راه حل دوم میپردازیم:
می خواهم یک سیستم میکروکنترلری طراحی کنم؛ در اولین مرحله باید به طراحی سیستم بپردازم، در مرحله بعد به طراحی برد های الکترونیکی، سپس اشکال یابی بردهای الکترونیکی بپردازم، بعد از اینکه از ضرایبی مثل سنار یا ضریب سینگال به نویز یا دیگر شرایطی که در طراحی یک برد الکترونیکی مد نظر است، مطمئن شدم به سراغ برنامه نویسی کردن میروم. اجزاء، ساختار، اینترفیس ها را نیز برنامه نویسی میکنم و در نهایت اون سیستم را میسازم. این پروژه بسیار طولانی و های ریسک می باشد که ممکن است در قسمت های مختلفی در دستگاه های کنترلی که آنجا ساخته شدند، برد الکترونیکی که ساخته شده، در شرایط مختلف دچار اشکال شود و … .
اما من می توانم از PLC ها استفاده بکنم، یک PLC زیمنس بخرم، پی ال سی هم یک قطعه است که یک میکروکنترلر روی آن تعبیه شده است، اینترفیس ها یا آنالوگ و دیجیتال روی آن قرار داده شده است که دیگر لازم به طراحی و ساخت آنها نیست، پس تنها به سراغ برنامه نویسی میروم. برای چنین پروژه های پی ال سی ها بسیار مناسب و خوب می باشند و میتوانند به ما کمک کنند، اما فرض کنید که میخواهیم یک محصول تولید کنیم، محصول ما قرار است به یک گلخانه، دریاچه پرورش ماهی یا یک باغ یا مزرعه برود. سیستمی میخواهد برود در محل های ذکر شده قرار بگیرد، اگر من بروم PLC بگیرم و در آن مکان قرار دهم، هزینه های تمام شده من افزایش پیدا میکند و من در فروش محصول باید دو نکته را در نظر بگیرم و مشتری های من این دو ویژگی برایشان مهم است:
- قیمت پایین
- ویژگی های انعطاف پذیری و مقیاس پذیری اون سیستم در سطح خوبی باشد
برای مثال؛ اگر در مواقعی لازم بود که جای سنسور ها را عوض کنم، ورودی و خروجی ها را عوض کنم، در واقع تغییراتی در معماری ساختار بوجود بیاورم، با هزینه اضافی همراه نباشد تا بتوانم به راحتی اینکار را انجام دهم. همچنین اگر قرار به گسترش کار شد؛ با هزینه اندک بتوان گسترش و تولید در تیراژ بالا را انجام داد.
در این قسمت به بررسی میکروکنترلر و PLC میپردازیم تا ببینم کدام یک بهتر میتوانند نکات ذکر شده را پیاده سازی کنند.
- PLC ها دارای ساختار ثابتی می باشند ولی یک سیستم مبتنی بر میکروکنترلر می تواند ساختار ثابتی نداشته باشد.
- توسعه دادن توسط پی ال سی ها، هزینه بیشتری دربر دارد. اساساً یک سیستم مبتنی بر PLC با یک سیستمی که مبتنی بر میکروکنترلر طراحی شده؛ شاید از لحاظ کارکرد در برخی مواقع متفاوت نباشد و کاملا مشابه عمل کنند اما از نظر قیمتی بسیار متفاوت هستند.
در مقایسه با هر نوع پی ال سی با نوع متناظر خودشان از نوع میکروکنترلر، به قیمت بسیار بالایی برخورد خواهید داشت. زمانی که شما می خواهید تصمیم گیری کنید، باید به این نکته توجه کنید که چه مقدار از انعطاف پذیری و مقیاس پذیری و همچنین هزینه مد نظر می باشد. زمانی که یک سیستم مبتنی بر میکروکنترلر طراحی می شود، بسیاری از نیاز های مشتری در آن دیده می شود. به عنوان مثال؛ در طراحی یک سیستم نیازمند ارتباط با اینترنت، پروتکل های ارتباطاتی، ورودی و خروجی های خاص برای اینترفیس هستیم. در این حالت شما می توانید علاوه بر یک PLC ، مودم ، آر تی یو بخرید، با این حال ممکن است هر گونه ارتباطی را نتوانید در آن پیاده سازی کنید، همچنین جهت اضافه کردن یک سری ویژگی های خاص باید هزینه های زیادی را صرف کنید، اما در یک سیستم میکروکنترلری شما میتوانید تمامی امکانات مورد نظر خود را در یک بُرد ببینید، اما همانطور که بیان شد؛ اینکه سیستم میکروکنترلری در زمان بسیار دیرتری آماده می شود و برای کارهای پروژه ای توصیه نمی شود و مناسب نیست. سیستم میکروکنترلری جایی مناسب است که قرار است یک سیستم با انعطاف پذیری بالا، مقیاس پذیری بالا و با قیمت ارزان و مناسب داشته باشید. زمانی که یک سیستم میکروکنترلری طراحی و پیاده سازی می شود؛ نیاز دارد که تست های مختلف را بگذراند، دیباگ های مختلفی را در برد الکترونیکی پیش بینی کند و غیره.
در اینجا می توان این سوال را پرسید: استفاده از سیستم میکروکنترلری در کجا مناسب است؟
اگر شرکتی قصد تولید یک محصول را دارد. زمان تولید محصول می تواند همه ی ویژگی های لازم و مدنظر را تنها بر روی یک برد الکترونیکی پیاده سازی کند. برد الکترونیکی را مبتنی بر قاب و شکلی که دارد، طراحی کند و خاصیت انعطاف پذیری را بالا ببرد. به این نکته توجه کنید که قرار نیست بلافاصله بعد از طراحی بُرد سخت افزاری و تعبیه میکروکنترلر، آن را به بازار عرصه کنید؛ بلکه باید تست های از قبیل: آلفا، بتا، تست های میدانی روی آن انجام شود و در صورت موفقیت آمیز بودن تست ها و نداشتن هیچگونه مشکل می تواند به بازار عرصه شود. در اینجا مشخص می شود که آماده شدن محصول و ورود به بازار زمانبر می باشد، به همین دلیل این زمان و تست خود دارای هزینه ای مجزا می باشد.
اگر شما می خواهید یک محصول تولید کنید، هزینه های مصرفی به نوعی قابل برگشت می باشد (بصرفه است) به عنوان مثال؛ اگر تیراژ محصول تولیدی دو هزار، سه هزار، پنج هزار و … باشد؛ هزینه های صرف شده برای تولید سیستم، بر روی درآمد حاصله سرشکن شده و عدد بالایی نخواهد شد و هزینه ی تمام شده شما را پایین خواهد آورد، اما در همین سیستم اگر از PLC ها استفاده کنید، هزینه های شما بسیار بالا خواهد رفت و در نتیجه قابلیت رقابت در بازار را نخواهید داشت.
