控制器的选型策略与技巧

电子技术、计算机技术的进步推动了机电一体化技术的进步和发展。电子元器件、大规模集成电路和计算机技术的每一次最新进展，都极大地促进了机电一体化技术的发展。在计算机发展的初期，机电一体化系统或产品只能使用单板机，例如简易数控机床的改造。

随着PC功能的增强和价格的下降，逐渐出现了由PC作为控制器的微机控制系统。为改进普通PC在恶劣环境下的适应性，于是出现了工业PC，为替代传统的继电逻辑器件，发展了工业可编程序控制器（PLC）。随着半导体器件集成度的提高，集成CPU、ROM/RAM和大量外围接口电路的单片机也发展起来了，成为当前在机电一体化产品中应用最广的一种计算机芯片。

面对众多的控制器，首先要了解每种控制器的特点，然后根据被控对象的特点、控制任务要求、设计周期等进行合理的选择。以下简单介绍目前广泛使用的控制器的特点和应用范围。

（1）单片机

目前单片机的发展趋势是高集成度、高运行速度、低功耗、小体积，使用方便灵活，真正做到“单片”，因此，单片机广泛用于数显、智能化仪表、简易数控机床以及其他小型机电产品中。单片机没有自开发能力，必须借助PC和专用仿真调试。单片机的编程与调试不如PC方便，开发周期较长。

（2）普通PC组成的控制系统

IBM PC以及286，386，486和586微机均属办公室用的个人计算机，其特点是软件功能非常丰富，数据处理能力很强，而且已配备一套完整的外部设备。如果将该类微机的接口予以扩展，增加少量的开关量和模拟量I/O接口板，便可组成功能较强、存储容量很大的测控系统，最适用于数据采集系统以及环境条件较好的多点模拟量控制系统。

控制系统的操作基本上利用PC的原有设备，如数据的设定可利用键盘输入，控制方式的选择可由菜单方式确定，被控对象的运行参数可利用打印机予以记录。PC系统的主要缺点是环境适应性差，不宜用在较差的工业现场连续工作，而且抗干扰能力也不好，需增加一定的防范措施。如果把它作为分散控制系统的上位机，并远离恶劣环境对下位机进行监控，则是较好的选择。(www.xing528.com)

（3）工业PC

工业PC的基本系统与普通PC的大体相同，但已备有各种控制模板，一般不需要再作硬件开发，使用十分方便。在结构上采用模块化设计，制作工艺和元器件筛选更加严格，并采取一系列抗干扰、抗振动措施，以提高可靠性，使它能适应恶劣的工业环境。

（4）可编程序控制器

20世纪60年代末，美国数字设备公司DEC为适应工业生产中生产工艺不断更新的要求，开发了第一台可编程逻辑控制器（PLC）。它的最大特点是采用了存储逻辑技术，将控制器的控制功能以程序方式存放在存储器中。由于采用了微处理器技术，控制器不仅具有逻辑控制、计时、计数、分支程序、子程序等顺序控制功能，还能完成数字运算、数据处理、模拟量调节、操作显示、联网通信等功能。

PLC的控制功能由软件实现，所用的微处理器大多数为8位或16位，信号的输入和输出采用周期性的扫描方式，这一点同普通微机控制系统存在重要区别。

PLC的编程语言大多数采用梯形图，其形式与继电器的控制线路基本相同，所以很容易理解，并不要求使用者具备较多的计算机知识，这也是PLC易于推广应用的原因之一。控制器本身已附有输入和输出用的连线端子，并有I/O电平状态指示，使用十分方便，而且由于抗干扰能力强、控制体积小，可直接装入强电动力箱内。