為什麼工業設備都是沒有用單片機控制的？

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排除機械工程師不會用的因素外，可行性有多少？Arduino有望應用於簡單的工業設備嗎？

許多剛入職的新人和學生，都問過這個問題。我的回答都形成套路了。
不過，當看見知乎上也有這個問題時，倒是要認真地回答一下。
首先說明一下，這裡所指的單片機應當是指學生們剛剛製作完成的、在原理上已經沒有問題並且有簡易包裝的單片機裝置，我把它叫做初級單片機系統。
事實上，單片機控制的儀器儀錶比比皆是，佔有相當大的比例，連PLC內部也有單片機。不過，這裡的單片機並非初級單片機系統，而是十分完善且久經考驗的工業成熟產品。
大家都知道，在工業現場中有大量的電動機。傳統的電動機控制電路採用斷路器做短路保護，用接觸器做合分切換，用熱繼電器做過載保護。由於這些傳統的元器件不能實現遠距離傳送信息，因此用單片機來製備電動機保護裝置也就應運而生。
下圖是MCC控制櫃中安裝在電動機控制抽屜里的電動機保護裝置：

別看它不起眼，它可是研發人員歷經三年才研製成功的產品。開發的過程當然是很辛苦的。首先要了解電動機的電流溫度特性和機械特性，以及電動機的各種起動和運行方式，然後設計前向通道，把電動機的電流信號和電壓信號變送進來；接著設計單片機本體和外圍電路，以及電源和人機界面等等；再接著要設計後向通道，包括執行繼電器。硬體設計完成後，配套軟體，並且在實驗室通過了試驗驗證。
是不是這樣就行了？答案是，還早著呢！
下一步就是EMC測試了。用於工業現場的單片機系統必須要過3級EMC的測試考驗。這裡的EMC就是電磁騷擾試驗。當EMC測試儀把騷擾信號載入在電源上時，有時單片機的電源系統立即就冒煙。所以，為了過EMC這一道坎，單片機的前向、後向和電源電路不知道要改多少回，等到有點結果了，時間也過了大半年。
下圖是EMC測試儀：

再下一步就是老化和可靠性試驗。在這個試驗中，又要修改許多元件，修改線路，等到這一步完成，總時間也消耗掉近1年半。
最後一步就是到國家重點實驗室中去做認證試驗，又叫做型式試驗。試驗依據是國家相關的標準，做一次試驗要花很多錢。試驗也不可能一次通過，發現問題回來修改電路，再自己測，然後到國家實驗室去測。直到最後通過。
最可怕的就是電快速瞬變脈衝群測試，能在5次以內的往返測試修改後通過，真要燒高香了。
等到這最後一步通過，總研發時間一般要兩年。
但型式試驗通過並不代表就能用在現場。於是要找一家單位，交了一定的費用，然後把電動機保護器裝到現場，進行現場測試。試驗結果往往又需要改進，於是一切又從新開始。
等到一款電動機保護裝置真正能用在現場並形成產品，所花的人力和物力很高，費用也很高。
由此可見，在工業現場直接用單片機構成測控裝置，它的可靠性、穩定性和可用性都是問題。因此在工業現場，一般都用PLC來做測控，而不直接使用單片機。
PLC分許多檔次。低檔的PLC可靠性較高，但速度慢，功能也很有限；高檔的PLC除了速度快以外，它的可靠性和穩定性都很好，甚至能用於發電機的轉速控制。要知道，發電機的轉子轉速可是高達每分鐘數千轉。並且PLC還能實現雙CPU的冗餘控制，備用CPU能無縫地切換控制。
下圖是ABB的AC800M系列PLC和AC500系列PLC：

其實，單片機在工業現場大量出現在電力儀錶中，例如數字電流表、數字電壓表和多功能電力儀錶等等。下圖是安科瑞的多功能電力儀錶：

由此可見，自製的單片機裝置用在測量迴路還是可以的，但用在測控就不合適了，畢竟測控對可靠性的要求更高。
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應幾位知友的要求，簡單介紹什麼叫做電快速瞬變脈衝群測試。
大部分電子產品需要通過電快速瞬變脈衝群（EFT）和靜電放電（ESD）等項目的標準測試。EFT和ESD是兩種典型的突發乾擾，EFT信號單脈衝的峰值電壓可高達4kV，上升沿5ns。接觸放電測試時的ESD信號的峰值電壓可高達8kV，上升時間小於1ns。這兩種突發乾擾，都具有突發、高壓、寬頻等特徵。
電快速瞬變脈衝群是由電感性負載（如繼電器、接觸器產生的傳導干擾、高壓開關切換產生的輻射干擾等）在斷開時，由於開關觸點間隙的絕緣擊穿或觸點彈跳等原因，在斷開處產生的暫態騷擾。當電感性負載多次重複開關，則脈衝群又會以相應的時間間隙多次重複出現。這種暫態騷擾能量較小，一般不會引起設備的損壞，但由於其頻譜分布較寬，所以會對電子、電氣設備的可靠工作產生影響。
電快速速變脈衝群試驗的目的就是為了檢驗電子、電氣設備在遭受這類暫態騷擾影響時的性能。重複快速瞬變試驗是一種將由許多快速瞬變脈衝組成的脈衝群耦合到電氣和電子設備的電源埠、信號和控制埠的試驗。試驗的要點是瞬變的短上升時間、重複率和低能量。
這種試驗是一種耦合到電源線路、控制線路、信號線路上的由許多快速瞬變脈衝組成的脈衝群試驗。此波形不是感性負載斷開的實際波形（感性負載斷開時產生的干擾幅度是遞增的），而實驗所採用的波形使實驗等級更為嚴酷。電快速脈衝群是由間隔為300ms的連續脈衝串構成，每一個脈衝串持續15ms，由數個無極性的單個脈衝波形組成，單個脈衝的上升沿5ns，持續時間50ns，重複頻率2.5KHz（對4KV測試等級）或5KHz（對其他等級）。根據傅立葉變換，它的頻譜是從5K--100M的離散譜線，每根譜線的距離是脈衝的重複頻率。對電源端子選擇耦合/去耦網路施加干擾，耦合電容為33 nF。對I/0信號、數據和控制埠選擇專用容性耦合夾施加干擾，等效藕合電容約為50-200 pF。

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通過這段文字，我們可以很初略地了解到電快速速變脈衝群的殘酷性。許多電子設備因為型式試驗無法通過此測試，而大費周折。電路板改的面目皆非，但還是通不過。
可見，對於初級單片機系統，想通過測試，連門都沒有。若想把它用於現場控制，還早的很呢。後面的一系列測試麻煩事才剛剛開始。
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看到評論區的評論，我來簡單釋疑吧：
1.有知友期望能解釋變頻器與PLC的區別，簡單地說明一下
我們知道，電動機的轉速方程如下：
$T=frac{3pU_{1}^{2} }{2pi f_{1} } f(x_{1}, r_{1}, X_{2} ,R_{2} )$
注意到分子中的電壓U和分子中的頻率f，說明電動機的調速既可以通過調電壓來進行，也可以通過調頻率來進行。調電壓的問題比較多，而且轉矩與電壓的平方成正比。調了電壓後，電動機的電流會下降，軸上輸出功率也會下降，所以最好的辦法就是調頻率。
變頻器就是通過調整頻率來對電動機實施調速的器件。
當代的變頻器，它不但能調速，還能控制電動機的起動和停機曲線，做到緩慢起動和緩慢停止，減小對負載的衝擊；它可依據管道內流體的壓強和流量參數，調節泵類電機的轉速，實現這些參數的自動控制；還可以根據室內的溫度和濕度，也即水焓值，來調節空調電機的轉速。
如果我們用PLC來模擬變頻器對電機實施測控，當然比不過變頻器了。
PLC適用的範圍極廣，例如配電系統的進線互投測控、造紙機紙張厚度測控、發電機測控、溫度測控等等，在這方面，變頻器根本就代替不了PLC。例如我們最常見的汽車停車場柵欄的升降控制，它就是PLC應用的絕佳場所，用變頻器來替代PLC，能行嗎？
總之，各種控制器件一定要用得恰如其分，這才是最好的。
告訴大家，2008年中國奧運會開幕式主會場的晚會相信大家不會忘記。晚會中中國水墨轉軸中就用到了ABB的PLC，還有李寧在空中的運動小車的控制也用到了ABB的PLC。我們無法想像用變頻器如何取代PLC。
2.有知友質疑我討論單片機時用學生的初級設計取代工業領域的單片機，我來解釋一下
事實上，也只有學生和剛入職的新人才會想到用單片機初級產品來取代成熟的單片機產品（例如PLC）。原因很簡單，對於他們來說，心目中最強大的東西也最熟悉的東西就是單片機了。但等他們工作了一段時間，這種感覺就完全消失了，反倒成為PLC的熱心使用者。
這裡的意義在於：對於非電子開發類的企業來說，不管是單片機也好，是PLC也好，是變頻器也好，都是用於測控的。測控強調的就是性能穩定可靠，操作方便，技術成熟。顯然，PLC和變頻器當然比初級單片機產品的優勢大得多。
學會PLC應用技術很重要，學會它不但對工作有利，對自身今後的發展也很有利。
不過，這個建議對於那些以開發電子產品為己任的知友們無效。本帖也無意與這些電子開發行業的人員們爭論，畢竟工作性質不同，看法著眼點當然也不同。
3.在工作中如何處理與單片機產品有關的技術問題？
這個問題是很典型的。以我為例，由於我的工作有很大一部分是故障分析，因此我必須對單片機的應用要熟悉。
當某款電力儀錶或者繼保裝置發生故障需要我來分析時，我第一件事就去查它的電路圖和安裝結構，仔細分析與故障相關的可能位置和原因。
事實上，只要看到某種電力儀錶的電路圖，就能大略地知道這種儀錶的工作性能是否強壯。別以為這種辨別能力是我的發明，不是的，我是向從事與電子裝置型式試驗的實驗員們學來的。那些人才是專家，一眼就能看出某款儀錶或者單片機待測件是否能通過測試。
總之，模電和數電，還有電力電子技術，它們的根是電路分析。只有徹底地掌握電路分析，才能在工作中站穩腳跟，才能給自己以更大的發展空間和技術手段。

工業領域裡面，單片機的應用比PLC要廣得多。比如說電機驅動，裡面其實就是一兩塊單片機在控制。不存在「為什麼工業設備都是沒有用單片機控制的」這樣的問題。甚至來說，絕大多數PLC也只不過就是在一塊單片機上面加了硬體和軟體封裝而已。

之所以一些工程師會有一種「PLC在工業設備裡面很常用，單片機不常用」的錯覺，是因為他們接手的設備裡面，單片機都是封裝好的，以電機驅動、通訊控制器、下位控制器等等面目出現，而PLC則作為一個單獨的部件出現。如果是參與了具體模塊設計或者是從最底層開始研發，就會注意到單片機的大量存在。

PLC相對於單片機的優勢在於它使用比較簡單。只要連上線，用非常直觀的編程界面寫一些簡單的程序，就可以使用了。簡單快捷，有點工科底子的人都能做。此外，一般PLC在安全防護方面會有專門的設計。

而單片機，首先需要設計周邊電路，做電路板，設計嵌入式程序，然後才能使用。

換言之，PLC可能是一個工程師就能搞定的事情，放到單片機這裡就必須要兩三個工程師才能搞定。（當然，也有一個人就能包打天下的「全棧式」嵌入式工程師，但這些人比例比較低。）

但是單片機相對於PLC的優勢也不可忽視。單片機的成本遠低於PLC，而且執行效率和靈活性更高。

因此，非標自動化設備生產商非常喜歡用PLC：每個客戶需求都不一樣，需要快速實施，而PLC本身的物料成本相對於工程師人力成本來說並不顯著。而批量生產的設備，往往就更喜歡用單片機：全部標準化生產，研發周期較為寬鬆，批量生產導致物料成本比工程師人力成本更為顯著。

由於工業界裡面，批量生產的設備數量遠遠多於定製化生產的設備數量（比如和電機驅動器相比，非標自動化設備的數量要小至少一個數量級），所以單片機的使用數量是遠遠多於PLC的。

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那麼再回過頭來說Arduino。Arduino是一種入門級單片機系統。它一一塊Atmel或一些其他品牌的單片機為核心，在其基礎上進行了硬體和軟體的封裝。這使得它簡單易用，但同時降低了效率和靈活性。

比方說，Arduino編程環境裡面，AD轉換是忙等的。也就是說，當觸發了AD轉換以後，Arduino必須等待AD轉換完成之後，才能執行其他命令。而正常的單片機，包括Arduino使用的Atmel在內，都可以在觸發AD轉換之後去做別的事情，等到AD轉換完成以後再回來收取AD轉換結果。其他包括中斷、時鐘配置、串口配置等等，都不會完全開放給使用者。當然，熟悉底層架構的話可以繞過Arduino軟體架構來使用這些特殊功能，Arduino的一些庫就是這樣做的。所以Arduino的軟體封裝，能夠執行一些簡單的工控任務，但易用性不如PLC，效率、靈活性、實時性又不如一般單片機，嵌入式工程師從Arduino升級到一般單片機並不困難，如此一來Arduino在工業應用上就比較雞肋了。

在硬體封裝方面，Arduino的層疊排插結構雖然對初學者十分友好，但是這個設計並不「防呆」，也不牢固。換言之，如果你要用插針連接那些沒有做成Arduino Shield形式的感測器或者驅動器，就存在插錯位置的可能，而且插口沒有鎖死的機構。這個在工業上是不可容忍的。工業上面的可插拔的介面，第一要保證牢固性，要有卡扣，不能隨便一抖就鬆了，第二要保證不會插錯，插錯的話就插不進去。所以Arduino的硬體封裝也不能滿足工業的需求。因此，對於一般工業設備來說，Arduino的硬體封裝也是不完整的，它在重量、尺寸、可靠性、防護能力方面都有劣勢，往往在它外面還需要再做一層硬體封裝。這樣做，還不如直接用一般單片機。

因此，Arduino還是比較適合初學者入門和製作一些興趣項目，並不適合工業使用。

看了這些答案，都很不滿意，本人電子攻城獅一枚，畢業後用過PLC（西門子200系列和三菱、歐姆龍的小型PLC，據說現在都在逐漸淘汰中，不過已經不接觸工控很久了），接觸過一些工控項目，後來主要開發單片機類產品，從51-AVR-PIC-DSP-STM32這樣的路程，用單片機做過工控電力項目，再後來專攻儀器儀錶、感測器類，先亮觀點（對於真正了解電子的人來說，這是一個非常初級的問題）：
1. 不是單片機/Arduino能不能用於工控領域的問題，而是單片機/Arduino的使用者有沒有能力把他用到工控領域。
2. 工控上用的很多就是單片機，應該說是用單片機開發的一些設備，例如：PLC的核心實際就是單片機；
3. Arduino是不能直接用在工控上的，需要外接很多保護電路後才能使用；

先說下 @Patrick Zhang答案中的那些設備，哪一款的內部沒有用到單片機呢？這些產品都是用單片機做出來的成品。
首先來看，這些工業設備核心都是單片機：

　　這個是PLC內部的電路板（圖片來源網路，侵刪），中間的黑塊明顯就是單片機嘛，只不過多了很多外圍保護電路，光耦、繼電器什麼的。

再看這個：

這種用51單片機做的仿PLC工控板子，某寶上大把大把的，很多都是工程師自己做的，因為早些年有位工程師曾經開源過一套代碼，寫入51單片機後，就可以用老版本的三菱梯形圖界面進行編程，所以用51做這種板子才這麼風靡。
在電子專業基礎知識比較弱，或者是不是很重要的普通工控領域，有幾個人能自己開發這樣的外圍電路呢？雖然這個電路在真正的電子工程師眼裡面是非常簡單的。

然後，為什麼會有PLC這種東西呢？
PLC的編程是這樣的：

或者是這樣的：

而單片機的編程是這樣的：

對於大多數編程基礎很弱甚至為零的領域，梯形圖簡單明了，用梯形圖編程根本不需要C語言、彙編的編程基礎，理解了意思，直接用就行，最不濟還能在線模擬不是。

最後，Arduino是不能直接用在工控系統中的，如果要用，也必須配套完整的外部保護電路，然後插上Arduino做為核心板，這樣才能承受得了嚴酷的工業環境考驗，即便如此，也只是應用在簡單場合而已。

例如：Arduino+PLC外圍電路，取代PLC做邏輯控制，只要電路做好，是完全沒有問題的，但是，這個電路做好的標準最起碼是要過EMC測試的，即便過了EMC測試，也不代表工業現場不出問題，電源、外部保護電路、程序設計等等都不是簡單玩玩Arduino那麼容易了。

比較複雜的控工系統：例如很多設備中的逆變器部分、伺服電機控制器、高端數控機床的控制板等等，很多帶有非常複雜的演算法，需要大量的浮點數運算，基於AVR的Arduino是肯定搞不定了，至少得是STM32吧，又或者TI的DSP，而且現在用FPGA/ARM的A8/A9用在高端工控設備上已經不是什麼新鮮事了。更何況，高端設備很多時候需要非常專業的演算法才能完成程序的編寫，這些演算法優化又關係著產品的品質，基本都不是一個人能做的了的了。

例如：這種簡單的工控儀錶，老式的基本都是51單片機，AVR肯定是能做的，但是需要熟悉PID控制演算法；還需要模擬量採集：PT100，熱電偶（環溫補償）；模擬量輸出：4-20mA，0-10V；通訊部分：隔離RS485硬體、Modbus協議等；能夠通過EMC測試的220V轉5V、12V、24V的電源設計。

總結：
　　工控是一個大的領域，既有各種專業的模塊、設備，也有簡單的邏輯控制，不同的單片機應用在不同等級的工控領域當中是非常成熟的事情。希望把單片機直接應用到一些工控領域，那是自己能力的問題。Arduino取代PLC的一些簡單功能，是完全沒有問題的，但是一定要做好外圍電路設計。

都是從技術上講，都沒有商業角度的。工控的特性是小批量，零散。註定了只有一些通用產品，大品牌能生存。很多人就一台兩台，多的百來台不得了了，因此渠道，品牌就重要的不得了。其實在萬台以上的領域，plc都已經失手給單片機了。比如空調控制。plc的零散性，使他的利潤率非常高，批量成本上很不經濟。單片機一次性成本高

張工和徐工都回答的很好，剛好我都用過，就說一點淺見。

1、可靠性

PLC的可靠性更高，比如西門子的S7系列連續工作10000小時無故障，而一款不成熟的單片機很難達到這樣的穩定性和可靠性。

2、編程語言

PLC採用的是IEC61131規範，支持語言分為圖形化語言和語句表語言。

圖形化編程語言包括：

梯形圖（LD-Ladder Diagram）；

功能塊圖（FBD-Function Block Diagram）；

順序功能圖（SFC-Sequential Function Chart）。

文本化編程語言包括：

指令表（IL-Instruction List）；

結構化文本（ST-Structured Text）。

圖形化語言的好處在於，直觀、簡潔、易於上手，在PLC內部現有模塊的基礎上，功能實現非常簡單。壞處在於存在一部分局限性，新演算法的開發比較麻煩，和matlab等模擬軟體結合不佳。

單片機的話，好處在於自主化程度更高，在新產品開發、演算法驗證方面有比較好的作用

3、成本

PLC的成本雖然一降再降，但相對於單片機來講仍然屬於比較貴的。

同時國內很多廠商，也在不斷的開發新產品替代PLC，這些新產品有用單片機的，也有用工控機的，其主要目的就是降成本和保持知識產權的自主性。

一點淺見，歡迎大家探討。

很多控制方向的新人在接觸到單片機（MCU）和可編程邏輯控制器（PLC）時，都會感到疑惑。疑惑主要有兩點：

工業環境中，很多控制邏輯用MCU都可以很容易的實現，為何要用PLC？
其實MCU與PLC兩者都是可編程的控制器件，有什麼不同？

此文便在於解答大家的疑惑。

一、工業環境為何都用PLC

接觸過工業生產的工程師可能會發現，其實大多數工業生產的控制要求，使用MCU都可以做到。但同時又會發現，MCU在工業環境中極少被應用，取而代之的是PLC。那為什麼在廉價的MCU可以實現功能的地方，要使用昂貴的PLC呢？

PLC實物圖

可靠性方面。

工業現場要求設備達到工業級。我們一般購買的單片機及其他元器件一般為商業級。加之自己開發後測試等水平達不到，所以可靠性很難保證，例如防電磁干擾等，要知道工業環境中電磁干擾是非常多的，如繼電器的通斷、電機的起停，這都可能導致單片機的重啟、通訊的失誤。

而PLC等設備滿足工業級要求，在抗干擾方面、輸入輸出點可靠性方面更為優越，並採用可靠的組態方式，因此可靠性更高，而且通信方面有很多工業控制設備採用光纖以抗干擾。

易用性方面。

採用單片機實現，通信等系統架構太過麻煩，例如一個工業車間的幾十個單片機工作小站可靠通信就很難實現。同時代碼的增加也進一步降低了可靠性。在簡單並且不關鍵的部位可採用單片機實現部分功能。

而PLC等設備可採用整體式或者積木式，各個組件可以按需選用，並便於組態實現。各個工作站之間採用規範的匯流排通訊，這都是模塊內置的，只需配置無需編寫代碼，可靠簡單。

工業設備的可靠性是極為關鍵的，關係到人身安全、連續工作的時間、生產的質量等，這時候生產設備的成本是相對次要的，可靠性才是首要的。因此單片機雖然便宜，但用單片機作為工業設備控制器是捨本逐末的。

自動化流水線

當然，也並不是說單片機在工業環境中就完全沒有應用。例如，目前有採用Arduino進行工業環境和設備運行情況監測的應用，但不涉及關鍵生產過程的控制。相信以後也會有更多的單片機應用到工業環境中，但也不會作為核心的控制器。

二、MCU與PLC到底有何異同?

那究竟是何種原因導致了PLC和MCU的不同呢？假設，你要用一款MCU完成工業現場的核心控制任務，那應該怎麼做？

MCU實物圖

首先，工業環境下，受周圍交流電機啟停等的影響，電壓可能會有較大的波動。為了應對這種惡劣的環境，必須為MCU設計相應的電源模塊，是的電壓劇烈變動時不會引發MCU的工作異常。

同時，在工業環境下，感測器的輸出多採用4~20mA、0~10V的形式，這與MCU常用的0~3.3V或者0~5V的AD模塊不相符合，因此需要針對工業環境設計感測信號接收模塊。

並且，工業環境的輸出很多是用來控制繼電器（經過繼電器隔離後，再去控制電機等的啟停），而MCU的輸出只能控制微型繼電器，無法驅動常用的工業繼電器，因此，要在MCU外圍設計具有大驅動能力的IO介面。

同時，為了保證工業環境下通訊的可靠，有很多工業數據匯流排協議。為了能保證MCU與外界正常通訊，需要封裝模塊來支持這些協議；為了能夠控制變頻器，需要設計相應的變頻器控制模塊；為了能保證一定的防塵、防水級別，需要設計外殼滿足相應的防護等級；為了保證編程的簡單性，可能需要設計一套便於工業使用的控制語言……

當以上這些工作都完成的時候，一個PLC就誕生了！

所以，PLC就是在MCU基礎上，針對工業環境專門設計的產物。PLC的內部就是一款MCU。

到這裡，PLC與MCU的異同，大家也應該明了了。明白了他們的異同，也就自然明白了為啥工業中很少用單片機作為控制器。

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最後，如果大家感興趣可以關注以下公眾號。本公眾號主要介紹與智能製造相關的軟體技術、硬體技術、設計方法、前沿新聞等。推文頻率較低，同時也歡迎您投稿或參與討論。

反對第一名的答案。
反對的原因，並不是答案本身是錯誤的，答案說的很對，但是我實在是看不出來和題目有多大的關係。

也不多說，簡單明了回答：
1，工控系統用單片機的場合非常多，非常非常多，不認同的，只能說明你了解的少，或者了解的不深入，PLC，變頻器，人機界面觸摸屏，這些常見的就不說了，舉個簡單的例子：各種運動控制卡控制器總聽說過吧？另外，工控裡面還有很大一類是定製的系統，很多用的單片機；

2，單片機也是能跑操作系統的，usos，vxworks，wince，linux這些都是非常常見的，,連安卓的我都見過，不過目前還不多，但是我估計以後可能也不會多，畢竟這個操作系統的定位就不是工業控制，當然以後的事情誰也說不準；

3，Arduino不是有望，而是已經應用了很多，當然目前在國內我還沒有見到過，不過lz可以去官網或者比較大的論壇問，肯定會得到滿意的答覆。別的不多說，3d印表機，你說有用這個系統的沒有？認識問題要全面，不是電力機械才算工控，很多大型廠家就是製造很小的零部件，舉個例子，大的體育用品，做運動鞋足球籃球橄欖球，都是機器自動點膠，而這個點膠機產品，就有用這個系統的。工控是一個大範圍，細分很多，切記以偏概全。

看了有些回答，簡直不能直視！說單片機性能不穩定，我們一般用的商業級的，買個商業級的片子搞工控，出問題了就怪單片機？表示懷疑很多搞PLC不知道單片機的分級！
PLC裡面用的也是單片機，換個馬甲就成了PLC。說白了就是單片機集成好的模塊！繼電器，光偶，線性穩壓，各種保護電路，通信協議。表示懷疑很多搞PLC不知道PLC的內部結構設計！
PLC開發簡單，樹狀圖，PLC模塊，協議都做好了，傻瓜式安裝。一個人就能搞定。
單片機開發，要學C，學各種單片機，學模電，數電，各種通信協議，PCB設計等等。沒幾年沉澱能下手么！而且單片機是團隊開發，硬體工程師，嵌入式工程師等！當然也有全棧的大牛，一個人全包了！
老實說，見過很多做工控的大牛，他們用的就是單片機stm32。測量上用恩智浦LPC等
Arduino沒用過，基於avr設計的！本質上也是單片機，玩過一段時間avr單片機，感覺沒ti的430用著爽。
總之，說不能用的，是自身水平問題！

最主要的是，Arduino是針對商業產品設計的，沒有考慮工業應用的各種要求。比如說電磁環境兼容性（EMC），靜電浪涌防護（ESD），輸入輸出介面的隔離，電源的隔離等。不考慮這些東西的後果就是Arduino不能在工業現場中正常工作，比如說莫名奇妙的複位，程序跑飛等。
使用PLC的好處就是上述工作都由PLC廠商完成了，實際應用中只需要將PLC與系統中的各個模塊連接起來即可，而不用去設計各種保護電路。
單片機在小規模工業控制中應該是應用的挺廣泛的，畢竟PLC貴啊。但是使用單片機作為控制器時，設計控制電路的過程中應該多注意第一段所述的幾個方面。另外軟體設計也很重要，例如各種容錯程序設計以及看門狗的使用。
設計一個穩定可靠的控制系統不是一件容易的事情。

來來來，題主買幾個國產plc拆開看看，給我數數有幾個不是stm32
另外直接用arduino自己推出的板子不能做工控，但atmel的mcu也沒招誰惹誰啊，是可以拿來做工控的。至於arduino的庫函數，可能可以快速實現一些演算法驗證，但不是很建議直接拿來用做工控代碼。不過相對於個人編程來說，arduino的庫函數的bug比個人用keil/iar/ccs編程產生的bug少多了，個人親測自己的程序連續9個小時之後才跑飛，而且不排除是millis()爆炸導致的，如果定時軟複位的話估計很難跑飛。
順便說arduino可靠性不行的可以看看各種被nasa送上近地軌道的arduino衛星。。。

由於設備老化，需要增加一個感測器，觸發升降機提前減速。沒有實驗的機會，改程序的時候生產線也不能停。畫面也要跟著改。整條線上的工人都在等你。5分鐘必須搞定。

先問是不是，再問為什麼。工業上很多用單片機。
Arduino沒可能。

這問題等於問，為什麼呼吸的是空氣不是氧氣，高票答案回答說，我們公司的氧氣好，你花錢來買吧。

工業設備很多都是單片機控制的，現在很多工業控制也使用使用工業計算機，即，使用通用CPU。另外很多也使用DSP，或配合FPGA使用。這些控制器，包括PLC，也包括專用基於單片機的控制器。這兩者歸根到底控制原理還是一樣的。
實際應用是使用PLC還單片機，主要還是考慮行業傳統、主流方案、參考設計和實現的時間、人力、物力成本。
一些大型系統，(猜想下，此行業不太了解)比如供熱、水處理、電廠、鋼廠等，主要解決的問題是大規模數據監控記錄，系統中各個部件的集成，並且每個項目配置與要求也不一樣。這種情況下，像PLC控制器和觸屏或組態軟體這種能快速靈活布置，又方便調試與隨時變動控制方案當然是首選。在這種情況下，沒人用單片機自己折騰，因為這類問題解決點不在這。假如有公司用單片機做出了滿足這種要求的系統，估計八成做成了PLC，可以賣PLC了。
同樣，像工廠自動化生產線方面，側重解決系統協調與邏輯控制，而且業務邏輯和系統配置變化比較大，用PLC合適。具體到其中一些非標設備，一般也用PLC，把精力放在非標要求的實現上。其實這一部分是自己開發系統和用PLC的一個交叉點。如果批量夠大，競爭夠激烈，必然會產生專用系統的，畢竟用PLC價格比較高，或某方面性能不滿足要求，或好多功能有，但用不上。再一點就是用PLC得有個像樣的控制櫃，有電源，接線比較啰嗦。。。
功能單一的產品或某些專業產品（PLC功能滿足不了），基本上就用單片機開發自己的控制器了，比如變頻器，伺服驅動器，電動閥門，電焊機，電磁爐？？或機器人控制器，機床，相機？？
另外一些複雜產品設備，由於行業積累，肯定是使用自己專用控制器，不會用PLC。比如機器人控制，汽車控制，軌道車輛，航空航天等。但肯定是形成了自己的一套開發、調試、診斷系統，方便各個層次的人用。不可能整天拿著某單片機datasheet，對著滿屏C代碼現場調試。
用單片機控制器，雖然複雜點，但電磁兼容等滿足相關標準方面是可以實現的，硬體設計、軟體實現都可以有專業人員去做。畢竟PLC也是單片機實現的，或類似專用的MCU。另外，PLC也可以在裝有實時操縱系統上，通過軟體實現。

其實個人希望的，還是類似上面答案提到的網上買的那種仿三菱的PLC系統。可以按產品需求選擇合適的單片機和外圍電路，然後按最優的接線方式和形狀做成控制器，然後可以用標準的PLC語言編寫調試程序。不知道有沒有類似東西。

你的目的是為了工業控制。普通人培訓三個月就可以用PLC 做出能實際應用的東西。
單片機呢？你得先成為硬體工程師，設計好各種介面，再成為軟體工程師，寫好程序。這得多久？

1. 工業一般為24V IO，而單片機等一般為3.3， 5V，需要做隔離保護。
2. 工業要求的是高可靠性，工業需要成熟產品。
3. 其實工業控制設備實現也是靠微控制器，至少加上以上兩條可用於工業。

工業單片機多的是啊。要不就沒有公司生產工業晶元了。
簡單的例子，轉塔沖床，機械控制部分我就有見到過一片ti的單片機呢。
至於ardinuo，主要是別人提供好了太多工具，給人一種可以改天換地的錯覺。

也有很多工控是單片機控制的，特別是圖片處理，PLC太慢了。

標準化的問題。
PLC的誕生和發展解決了使用不通用設備帶來的不便利的問題和擴展性差的缺點。於是就推廣了

單片機和PLC的區別聯繫：

PLC的核心處理單元可以是單片機上的CPU，也可以是單獨的CPU；

PLC能做的，單片機也都能做，反之亦然；

PLC有操作系統，單片機沒有；

PLC程序是基於LAD，ST等的，單片機程序是基於C的；LAD，ST等是對彙編、C語言的一次封裝，屏蔽了彙編、C的複雜性，略微損失了一點靈活性，但極大提高工作效率，不容易出錯，更直觀。

PLC需要通過EMC測試，單片機沒有，但成熟的基於單片機的產品需要通過測試；

低端PLC可以是構建在單片機基礎上的一款產品，現在的中高端PLC通常構建在更高性能的專用CPU上。

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基於以上的前置知識，你可以知道自己問的應該是「是不是」，再問「為什麼」。你的問題就是錯誤的啦。