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PLC发展到，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来，PLC的能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中，加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎。

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的能。这为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备通过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

（5）体积小，重量轻，能耗低。

以超小型PLC为例，新近出产的品种的底部尺寸小于100mm，重量小于150g，耗仅数瓦。由于体积小，很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

PLC控制系统正逐步取代传统的继电器控制系统，广泛应用于冶金、采矿、建材、机械制造、石油、化工、汽车、电力、造纸、纺织、装卸、环保等各个行业中。在自动化领域，可可编程控制器、CAD/CAM与工业机器人并称为加工制造业自动化的三大支柱，其应用日益广泛。

单片机控制系统

单片机（Single chip microcomputer）是一种集成电路芯片。单片机控制系统是采用超大规模集成电路技术，把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。单片机控制系统有如下特点。

（1）高集成度，体积小，高可靠性。

单片机将各能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪声性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令、常数及表格等固化在ROM中，不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。

（2）控制能强。

为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统具有极丰富的条件分支转移能力、I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于实现专门的控制能。

（3）低电压，低耗，便于生产便携式产品。

为了可应用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V～3.6V，而工作电流仅为数百微安。

单片机内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。

（5）优异的性能价格比。

单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。

应用范围：目前，单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。它广泛应用于仪器仪表、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，特别是日常生活中许多的智能家居及用品都是由单片机控制系统来控制的。

4.继电器与PLC控制系统的比较

（1）从控制方式上看：继电器控制是硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加能很困难；而PLC是软接线，只须改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加能。

（2）从工作方式上看：继电器控制属于并行工作，各继电器处于受控状态；而PLC采用周期性循环扫描工作方式，属于串行工作，不受制约。

（3）从控制速度上看：继电器控制速度慢，触点易抖动；而PLC通过半导体来控制，速度很快，无触点，故而无抖动一说。

（4）从定时、记数上看：继电器控制的定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数能；PLC时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽，有记数能。

（5）从可靠、维护上看：继电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；PLC无触点，寿命长，且有自我诊断能和对程序执行的监控能，现场调试和维护方便。

在国防工业、工矿企业、交通运输、日常生活等领域应用的电气控制设备中，采用的基本上都是低压电器，低压电器是电气控制系统中的基本组成元件。电气设备能否正常运行与低压电器的性能、好坏状态有直接的关系。因此，作为电气工程技术人员，应该熟悉低压电器的结构、工作原理和使用方法，以便熟练安装、维修电器硬件，使得设备控制系统正常运行。

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任务要求

观察CA6140车床电气控制柜，找出全部的电气元件并说出它们的名称、符号、工作原理，并能根据故障现象分析可能原因，并对元件做简单的维护。知识准备

电器是指在电能的生产、输送、分配和使用中，能根据外界信号（机械力、电动力和其他物理量）和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。我国现行标准规定：工作在交流50Hz、额定电压1200V及以下或直流额定电压1500V及以下的电路中的电器为低压电器。

低压电器种类繁多，作用、构造及工作原理各不相同，因而有多种分类方法。

一、开关电器（一）刀开关

刀开关又称闸刀开关（QS），是一种结构简单、应用广泛的手动低压电器。刀开关在电路中主要作为隔离电源开关使用，用于不频繁地接通和断开工作设备的电源，以确保电路和设备维修的安全。1.结构及符号

刀开关由操作手柄、闸刀（动触头）、刀座（静触头）和绝缘底板等组成，、常用的刀开关有开启式负荷开关和封闭式负荷开关。