单片机，是一般嵌入式开发（soc）的控制核心；PLC，是一般中小型工业控制系统的控制核心。
前者目前主要用于开发手持设备、通信设备、各类消费电子产品，典型的如手机；
后者目前主要用于在生产线、工业装备中实现控制逻辑，典型的如注塑机。
单片机一般要和AD采样、信号放大、隔离、驱动这些外围电路一起开发，形成应用系统；PLC则常和变频器、电机、开关、继电器一起组成工业控制系统。
功能上来说：单片机低价，扩展性强，使用中自由度更大，但是可靠性高低不好保证，高手做的项目非常稳定，但一般无法和PLC相比；而PLC价格相对更高，扩展性一般，但能在工业现场快速使用，稳定性极强！——单片机从最简单的8位机51单片机，到16位、32位ARM，64位DSP（DSP可视为信号处理能力更强的单片机），价格从几元到百十元，当然军品DSP有上千的但是那是异类。PLC从几位IO的到几千点的大型PLC,价格大概几百到上万
开发方面：单片机一般用C，在专门的IDE，比如keilC、codewarrior里面编写程序，PLC在厂家提供的编程软件里面，一般用梯形图编程序
总的来说，这两者的层次不一样，不是一类东西。PLC的控制核心一般就是单片机，牛人也常常用单片机做系统，来代替PLC的功能。作为学习掌握，最好能够都学习到，作为工作应用，最好根据项目需求、开发周期、价格要求、数量来综合确定！
最后举个例子：
要做一套张力控制系统，完全可以用PLC加一个张力传感器来做，也可以用单片机自己做个系统。如果是几台机器，工期紧，就用PLC；如果是大批量配套，时间充足，那就用单片机写。可能开发时间会长一些，实验花费大一些，但是批量以后节约的成本，足够将竞争对手打败的！
就如同导弹和大狙，炸建筑，用导弹，杀敌首，用大狙！
追问也就是说单片机是嵌入一些小系统里的元件，而plc是一个完整的产品并且是应用与较大型的工作环境？
追答通常单片机是用来构成中小电子系统（比如手持设备PDA、桌面设备读卡器）的一个控制部件，PLC通常是工业系统（生产线、综合电气控制系统）中的一个控制部件。
你看，单片机就像发动机，PLC就像卡车
卡车里面，肯定也有发动机。但是发动机不一定非要装载卡车里，完全可以自己做个板车装个发动机带着跑，但是肯定不如卡车用着安全可靠