PLC学习全程记录 点击：2538 | 回复：81
一个月前开始决定学习PLC的，目前主要从事设备维护的工作。考虑到个人的兴趣及未来的职业规划，自己必须付出行动，做出改变。经过这段时间的摸索，我计划从以下四步开始学习PLC。
第一步是首先学习电子与电工技术的基础理论知识。这段时间初步接触了西门子S7-200的书籍，发现还是欠缺基本的电工电子理论知识。之前学过电子与电工方面的知识，目前基本没有太多印象了。为了建立完整的知识体系，还是应该把基础知识学好，初步规划为2个月的学习时间。
第二步是通过书籍、视频等的方式，学习S7-200的理论知识，做好相应的笔记，通过模拟软件进行实战训练。因为之前学习的PLC比较简单，而且没有专门的模拟实战，可能这一步需要自己保持足够的耐心和毅力，初步规划为3-4个月的学习时间。
第三步是购买PLC模块来进行实战模拟，通过一些例子来进一步将理论与实践结合起来。这一步初步规划为2个月的时间。
第四步是在学好S7-200的基础上，进一步学习S7-300/400，这一步相当于真正与未来的工作接轨了。具体时间就暂且不定。
上述时间是初步的一个规划，因为工作的原因，我不能把学习时间周期缩得太短，自己尽量抓紧学习效率，争取提前完成任务。
每天我会将自己的学习进度在该贴下方进行记录，也算是记录一下自己PLC的整个学习过程。谢谢之前在论坛里对我提出指导的师傅，适当的时候我会继续向你们请教的，在此先提前谢谢大家。
曾文正公曾说过：慎独无愧于心。
好好珍惜现在的空闲时间，切莫白了少年头，空悲切。
前晚和昨晚主要看了交流异步电动机的基础理论知识，包括交流异步电动机的基本原理，及其相应的电磁转矩、机械特性等。因为对电动机的理论知识不是很明了，这两节我反复看了两遍。
电动机是常见的动力机械，能实现电能向机械能的转变。电机按照电源类型可分为直流电机与交流电机，而交流电机根据转子的不同，又可分为鼠笼型异步电机和绕线式异步电机，鼠笼式异步电机应用广，结构简单，价格低廉，使用方便；绕线式异步电机具有较大的启动转矩和一定的调速范围，一般用于大型设备。
异步电动机结构可分为定子和转子。定子主要由机架、定子铁芯、定子绕组组成，定子铁芯因为会因绕组的通电而产生磁场，因而铁芯一般用彼此绝缘的硅钢片重叠而成，定子绕组可接线成三角形或者星型；转子主要由转子绕组、转子铁芯、转轴三部分组成，根据转子绕组的不同，分为鼠笼式和绕线式。
三相异步电动机的工作原理：当定子绕组通三相电时，三相间存在相位差。因为三相电是一正弦波的励磁信号，因而会产生方向不断变化的磁场，虽然转子铁芯没有位置变化，但是因为磁场的转动，相当于转子铁芯也在切割磁感线，因而会产生电流，而电流在磁通作用下，又会产生转矩，且旋转方向与电流的变化方向一致。电流的旋转速度称为同步转速，转子转速应低于同步转速，否则就不会产生切割磁感线，这就是异步电动机的由来。同步转速与转子转速的差值与同步转速的比值称为转差率S，其值在正常工作时一般在0.01-0.09的范围内波动。刚启动时S=1，空载运行时，转子转速最大，S最小；负载运行时，转子转速降低，S增大。
三相异步电动机的电路分析主要可分为定子电路和转子电路。
定子电路的旋转磁场转速=pn/60，p是磁极对数，表示电机在交变电流一个周期内转动多大的角度；n是交变电流的频率。
转子电路主要包括转子频率、转子电动势、转子感抗、转子电流、转子电路的功率因素等值。转子频率=定子磁场频率xS，在电动机刚启动时，转子频率与定子磁场频率相等，当电动机正常运转时，S很小，转子频率只有几赫兹。转子电动势在刚启动时最大E，正常运转时的转子电动势等于ExS。转子感抗在刚启动时最大，正常运转时跟初始值存在S的关系，转子电流也与转差率有关，当S较小时，电流较小，当S增大，电流明显增大，转速下降，此时定子电流也必然增大，有可能会导致电动机烧坏，这也是电动机降压启动的原因所在。转子电路的功率因数与转差率S有关，当S=1时，功率因素最小，S减小，功率因素增大。
这两天还是继续在学习电机方面的知识，包括电机的机械特性，电机的启动，电机的调速，电机的制动等方面的知识。
电机的机械特性主要可通过转子的电磁转矩和负载转矩平衡的过程，电磁转矩主要与励磁电压大小、转子电阻、转子漏感抗、转差率有关，当转差率S很小时，转子漏感抗可以忽略，因此T与S成线性关系，当转差率S较大时，T与S成反比关系，因此T与S的线性关系由这两段曲线叠加。而当电动机电压与转子电阻一定的情况下，转速与转矩的关系，称为电动机的机械特性。
当电动机等速运行时，转矩等于电动机的负载转矩，由电动机名牌就可知道。为了防止电动机短时间内的过载，电动机一般有一定的过载系数，其值在1.8-2.2之间。电动机允许的最大转矩称为最大转矩，从图形可以知道，当转子电阻与漏感抗相等时，转子电磁转矩最大。如果励磁电压降低，则最大转矩与起动转矩均要变下。当转子电阻增大时，转子达到最大转矩时的转速变低，机械特性变软。起动转矩是指电动机启动时的转矩，励磁电压减小，起动转矩也将减小；增大转子电阻，可以提高起动转矩，但是转子电阻不可小于转子漏感抗。一般起动转矩与额定转矩的比值为1.0-2.2.
电动机接通电源后，首先只要电磁转矩大于负载转矩，电动机就可起动。电动机起动后，首先转矩随着转速的增大而增加，当达到最大转矩后，随着转速的增加而转矩变小，且一般在很小的转速变化范围内电机的转矩变化很大，这就是电机的机械性能良好。如果负载变化，则转矩与转速将沿着曲线发生相应的移动，但应该保持在最大转矩之上的曲线上移动。如果电压降低，则会导致转矩变小，甚至低于最大转矩以下，转速下降。转速下降进而继续导致电磁转矩的下降，严重时将导致电动机停机，过热而烧毁电机。
三相异步电动机的名牌标示主要包括型号、额定电压、而定电流、而定功率、额定转速、额定功率因素，绝缘等级、工作方式、接线方式等。
电动机的起动过程是指接通电源到正常运行的过程。因为三相异步电动机起动时，转差率为1，导致转子电流和定子电流是正常运转时的4-7倍，而起动转矩小，功率因素接近0.2的样子，同时也会导致同一线路上的电器设备电压不足。根据使用的工况，可选择直接起动或者降压起动。
直接起动一般适用于鼠笼式异步电动机，其对电路负载有严格的规定，且不适合频繁起动。降压起动可分为三角形-星型起动、自耦降压起动，三角形-星型起动是不可调的，而自耦降压起动的起动电压可调，具有一定的灵活性。以上两种降压起动方式一般用于鼠笼式异步电动机。
而对于绕线式异步电动机，其降压起动一般选在在转子电路上串联一电阻，通过调节电阻的大小来降低起动电流，也可增大起动转矩。
电机的调速根据转子转速的公式可知，其可通过调频、调极、调转差率来实现。当电动机正常运转时，如果人为选择调节电机的速度，则可通过以上三种方式实现。对于鼠笼式电动机，其可通过调频调速和调极调速来实现，调频调速是通过整流器和逆变器将交流变直流，再将直流变成所需要的频率和大小的交流。调极调速主要是通过接线端子来实现。对于绕线式异步电动机，主要是通过在转子电路上串联电阻来实现电流的调节，从而实现转差率的改变。此方法效率低，能耗大，一般适用于起动设备。
电动机的制动是指电动机在断开电源后，可以快速停止转动的过程。在一些设备中，例如机床等，需要电动机具有快速制动的性能。一般的制动方式可分为能耗制动和反转制动。能耗制动是指在电动机断开交流电源后，接通一直流电源，因为直流电产生稳定的磁场，且转子在磁场中转动时，会产生相反的力矩，从而实现制动。此方法需要专门的电源来实现制动，不过制动平稳，制动效果理想。
反转制动是在电动机停机时，将三相电的任意两相调换接线位置，使其产生与原旋转方向相反的力矩，因为相对转速是转子转速与电磁转矩的相加，因而制动力矩很大，可以快速实现转动惯性大的设备的制动。但是，它也需要专门的控制设备来进行断开电源，防止电动机在反向电磁场作用下反转，有些设备是不允许反转的。该方法一般用于能耗较大设备的制动。
另外，单相交流异步电动机的工作原理也做了简单的学习。其定子在单相电的作用下，产生一脉动磁场，但不产生旋转磁场。因此转子不具有初始起动的性能。如果要将单相异步电动机起动，必须通过电路的电感、电容电路的转换而实现起动，常用的方法有电容起动，在单相电端接一电容，然后通入到定子绕组中，与定子原电感绕组产生一90度的相位差。进而得到一旋转磁场。
明天就开始倒班休假了，这两天只是把电动机三角形-星型起动转换的继电器原理图进行了修修补补，最后用PLC的梯形图进行绘制。虽然以前有PLC的基础，但是通过电工与电子技术的学习，对其中的很多控制流程和原因还是有更深的理解了，这也是当时自己选择从电工电子开始学习的原因，现在看来还是不错的。
倒班这两天，需要赶回老家一趟，因为公司现在不报销机票了，坐火车的话也得耽误一天时间。学习这两天只能放松两天，等到回家后处理完事情再说。
经过这一阶段的学习，感觉不错。接下来的学习还是应该列一个具体的学习步骤，本来刚开始想把书本上一些继电器控制案例进行深入学习的。但是有老师傅提醒只要掌握了其中的精髓，用两三个案例进行自主设计就可以了。想想也是有道理的，现在就暂时将电动机的起动、制动等作为一个深入学习的案例进行学习吧。具体的计划回到家再说
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