许多刚入职的新人和学生，都问过这个问题。我的回答都形成套路了。
不过，当看见知乎上也有这个问题时，倒是要认真地回答一下。
首先说明一下，这里所指的单片机应当是指学生们刚刚制作完成的、在原理上已经没有问题并且有简易包装的单片机装置，我把它叫做初级单片机系统。
事实上，单片机控制的仪器仪表比比皆是，占有相当大的比例，连PLC内部也有单片机。不过，这里的单片机并非初级单片机系统，而是十分完善且久经考验的工业成熟产品。
大家都知道，在工业现场中有大量的电动机。传统的电动机控制电路采用断路器做短路保护，用接触器做合分切换，用热继电器做过载保护。由于这些传统的元器件不能实现远距离传送信息，因此用单片机来制备电动机保护装置也就应运而生。
下图是MCC控制柜中安装在电动机控制抽屉里的电动机保护装置：
别看它不起眼，它可是研发人员历经三年才研制成功的产品。开发的过程当然是很辛苦的。首先要了解电动机的电流温度特性和机械特性，以及电动机的各种起动和运行方式，然后设计前向通道，把电动机的电流信号和电压信号变送进来；接着设计单片机本体和外围电路，以及电源和人机界面等等；再接着要设计后向通道，包括执行继电器。硬件设计完成后，配套软件，并且在实验室通过了试验验证。
是不是这样就行了？答案是，还早着呢！
下一步就是EMC测试了。用于工业现场的单片机系统必须要过3级EMC的测试考验。这里的EMC就是电磁骚扰试验。当EMC测试仪把骚扰信号加载在电源上时，有时单片机的电源系统立即就冒烟。所以，为了过EMC这一道坎，单片机的前向、后向和电源电路不知道要改多少回，等到有点结果了，时间也过了大半年。
下图是EMC测试仪：
再下一步就是老化和可靠性试验。在这个试验中，又要修改许多元件，修改线路，等到这一步完成，总时间也消耗掉近1年半。
最后一步就是到国家重点实验室中去做认证试验，又叫做型式试验。试验依据是国家相关的标准，做一次试验要花很多钱。试验也不可能一次通过，发现问题回来修改电路，再自己测，然后到国家实验室去测。直到最后通过。
最可怕的就是电快速瞬变脉冲群测试，能在5次以内的往返测试修改后通过，真要烧高香了。
等到这最后一步通过，总研发时间一般要两年。
但型式试验通过并不代表就能用在现场。于是要找一家单位，交了一定的费用，然后把电动机保护器装到现场，进行现场测试。试验结果往往又需要改进，于是一切又从新开始。
等到一款电动机保护装置真正能用在现场并形成产品，所花的人力和物力很高，费用也很高。
由此可见，在工业现场直接用单片机构成测控装置，它的可靠性、稳定性和可用性都是问题。因此在工业现场，一般都用PLC来做测控，而不直接使用单片机。
PLC分许多档次。低档的PLC可靠性较高，但速度慢，功能也很有限；高档的PLC除了速度快以外，它的可靠性和稳定性都很好，甚至能用于发电机的转速控制。要知道，发电机的转子转速可是高达每分钟数千转。并且PLC还能实现双CPU的冗余控制，备用CPU能无缝地切换控制。
下图是ABB的AC800M系列PLC和AC500系列PLC：
其实，单片机在工业现场大量出现在电力仪表中，例如数字电流表、数字电压表和多功能电力仪表等等。下图是安科瑞的多功能电力仪表：
由此可见，自制的单片机装置用在测量回路还是可以的，但用在测控就不合适了，毕竟测控对可靠性的要求更高。
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应几位知友的要求，简单介绍什么叫做电快速瞬变脉冲群测试。
大部分电子产品需要通过电快速瞬变脉冲群（EFT）和静电放电（ESD）等项目的标准测试。EFT和ESD是两种典型的突发干扰，EFT信号单脉冲的峰值电压可高达4kV，上升沿5ns。接触放电测试时的ESD信号的峰值电压可高达8kV，上升时间小于1ns。这两种突发干扰，都具有突发、高压、宽频等特征。
电快速瞬变脉冲群是由电感性负载（如继电器、接触器产生的传导干扰、高压开关切换产生的辐射干扰等）在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的暂态骚扰。当电感性负载多次重复开关，则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。这种暂态骚扰能量较小，一般不会引起设备的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对电子、电气设备的可靠工作产生影响。
电快速速变脉冲群试验的目的就是为了检验电子、电气设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。重复快速瞬变试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口、信号和控制端口的试验。试验的要点是瞬变的短上升时间、重复率和低能量。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。此波形不是感性负载断开的实际波形（感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的），而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。 电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成，每一个脉冲串持续15ms，由数个无极性的单个脉冲波形组成，单个脉冲的上升沿5ns，持续时间50ns，重复频率2.5KHz（对4KV测试等级）或5KHz（对其他等级）。根据傅立叶变换，它的频谱是从5K--100M的离散谱线，每根谱线的距离是脉冲的重复频率。对 电源端 子选择耦合/去耦网络施加干扰，耦合电容为33 nF。对I/0信号、数据和控制端口选择专用容性耦合夹施加干扰，等效藕合电容约为50-200 pF。
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通过这段文字，我们可以很初略地了解到电快速速变脉冲群的残酷性。许多电子设备因为型式试验无法通过此测试，而大费周折。电路板改的面目皆非，但还是通不过。
可见，对于初级单片机系统，想通过测试，连门都没有。若想把它用于现场控制，还早的很呢。后面的一系列测试麻烦事才刚刚开始。
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看到评论区的评论，我来简单释疑吧：
1.有知友期望能解释变频器与PLC的区别，简单地说明一下
我们知道，电动机的转速方程如下：
T=\frac{3pU_{1}^{2} }{2\pi f_{1} } f(x_{1}, r_{1}, X_{2} ,R_{2} )
注意到分子中的电压U和分子中的频率f，说明电动机的调速既可以通过调电压来进行，也可以通过调频率来进行。调电压的问题比较多，而且转矩与电压的平方成正比。调了电压后，电动机的电流会下降，轴上输出功率也会下降，所以最好的办法就是调频率。
变频器就是通过调整频率来对电动机实施调速的器件。
当代的变频器，它不但能调速，还能控制电动机的起动和停机曲线，做到缓慢起动和缓慢停止，减小对负载的冲击；它可依据管道内流体的压强和流量参数，调节泵类电机的转速，实现这些参数的自动控制；还可以根据室内的温度和湿度，也即水焓值，来调节空调电机的转速。
如果我们用PLC来模拟变频器对电机实施测控，当然比不过变频器了。
PLC适用的范围极广，例如配电系统的进线互投测控、造纸机纸张厚度测控、发电机测控、温度测控等等，在这方面，变频器根本就代替不了PLC。例如我们最常见的汽车停车场栅栏的升降控制，它就是PLC应用的绝佳场所，用变频器来替代PLC，能行吗？
总之，各种控制器件一定要用得恰如其分，这才是最好的。
告诉大家，2008年中国奥运会开幕式主会场的晚会相信大家不会忘记。晚会中中国水墨转轴中就用到了ABB的PLC，还有李宁在空中的运动小车的控制也用到了ABB的PLC。我们无法想象用变频器如何取代PLC。
2.有知友质疑我讨论单片机时用学生的初级设计取代工业领域的单片机，我来解释一下
事实上，也只有学生和刚入职的新人才会想到用单片机初级产品来取代成熟的单片机产品（例如PLC）。原因很简单，对于他们来说，心目中最强大的东西也最熟悉的东西就是单片机了。但等他们工作了一段时间，这种感觉就完全消失了，反倒成为PLC的热心使用者。
这里的意义在于：对于非电子开发类的企业来说，不管是单片机也好，是PLC也好，是变频器也好，都是用于测控的。测控强调的就是性能稳定可靠，操作方便，技术成熟。显然，PLC和变频器当然比初级单片机产品的优势大得多。
学会PLC应用技术很重要，学会它不但对工作有利，对自身今后的发展也很有利。
不过，这个建议对于那些以开发电子产品为己任的知友们无效。本帖也无意与这些电子开发行业的人员们争论，毕竟工作性质不同，看法着眼点当然也不同。
3.在工作中如何处理与单片机产品有关的技术问题？
这个问题是很典型的。以我为例，由于我的工作有很大一部分是故障分析，因此我必须对单片机的应用要熟悉。
当某款电力仪表或者继保装置发生故障需要我来分析时，我第一件事就去查它的电路图和安装结构，仔细分析与故障相关的可能位置和原因。
事实上，只要看到某种电力仪表的电路图，就能大略地知道这种仪表的工作性能是否强壮。别以为这种辨别能力是我的发明，不是的，我是向从事与电子装置型式试验的实验员们学来的。那些人才是专家，一眼就能看出某款仪表或者单片机待测件是否能通过测试。
总之，模电和数电，还有电力电子技术，它们的根是电路分析。只有彻底地掌握电路分析，才能在工作中站稳脚跟，才能给自己以更大的发展空间和技术手段。
