单片机：一个集成了微处理器、常用外设（io、ad、串口、flash 等）的可编程芯片，一般用于电子电路的控制器，直接控制电路板上的其他元件。
工控机：就是廉价版本的电脑，跑 linux、windows xp 等操作系统，运行一些简单软件/组态软件，通过串口、网口等控制其他电子设备/仪表。
plc：一套小型电子设备，功能介于单片机和工控机之间，可以通过专用 plc 编程语言简单编程，通过继电器，串口，现场总线等控制其他电子设备（开关、变频器等），特点是可靠性极高，产品使用简单（初中水平就能学会了）。
这三者各有各自的应用场合，一般互相都不可替代。