煤矿设备电气控制与PLC应用技术：三菱FX系列、西门子S7-200系列
作 者： 王栋 编
出版时间：2014
丛编项： 普通高等教育矿业工程类专业规划教材
内容简介
《煤矿设备电气控制与PLC应用技术（三菱FX系列、西门子S7-200系列）/普通高等教育矿业工程类专业规划教材》以项目为导向，采用任务教学的方式组织内容，每个任务来源于实际生产的典型案例，主要内容包括30个由简单到复杂的电气基本控制电路、煤矿机械设备PLC控制编程案例。全书按照“任务导入→相关知识→任务实施→知识拓展”方式展开。通过学习，学生不仅能够掌握电气控制的基本知识和PLC指令系统，而且能够掌握实际PLC控制系统的设计和编程方法。本书可作为矿山机电、矿山机械、机电一体化、机械制造与自动化以及电气自动化等相关专业的教材，也可供工程技术人员自学使用。
目录
前言
项目一 常用电气控制电路
任务一 认识三相异步电动机典型控制
电路
一、任务导入
二、相关知识
（一）低压电器的基本知识
（二）电气控制电路的绘制与读图
三、任务实施
（一）三相异步电动机的点动控制电路
（二）三相异步电动机的连续控制电路
（三）三相异步电动机的点动连续控制电路
四、知识拓展——电气控制系统的设计方法
思考与练习
任务二 三相异步电动机的顺序起动控制电路
一、任务导入
二、相关知识
（一）低压断路器
（二）万能转换开关
（三）多地控制
三、任务实施
（一）主电路的顺序起动控制电路
（二）控制电路的顺序起动控制电路
四、知识拓展——剩余电流断路器
思考与练习
任务三 工作台自动往返控制电路
一、任务导入
二、相关知识
（一）行程开关
（二）接近开关
三、任务实施
（一）控制要求
（二）电路分析
四、知识拓展——电气控制电路故障的一般分析方法
思考与练习
任务四 三相异步电动机的起动控制电路
一、任务导入
二、相关知识
（一）电磁式继电器
（二）时间继电器
三、任务实施
（一）定子串电阻减压起动
（二）自耦变压器减压起动
（三）△减压起动
四、知识拓展——固态继电器
思考与练习
任务五 三相异步电动机的制动控制电路
一、任务导入
二、相关知识
（一）速度继电器
（二）干簧继电器
三、任务实施
（一）电动机单向反接制动控制
（二）电动机可逆运行反接制动控制
（三）电动机单向运行能耗制动控制
（四）电动机可逆运行能耗制动控制
（五）无变压器单管能耗制动控制
四、知识拓展——电磁抱闸机械制动
思考与练习
项目二 FX2N系列PLC基础
任务一 认识PLC
一、任务导入
二、相关知识
（一）PLC的产生和定义
（二）PLC的应用范围与特点
（三）PLC的基本结构与组成
（四）PLC的工作原理
（五）PLC的分类
（六）PLC的性能指标
三、任务实施
（一）FX系列PLC的型号和基本构成
（二）PLC的输入/输出方式
（三）PLC的常用编程语言
四、知识拓展——常用PLC介绍及发展趋势
（一）常用PLC介绍
（二）PLC的发展趋势
思考与练习
任务二 三相异步电动机正反转控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）输入继电器和输出继电器
（二）FX2N系列PLC的基本编程指令
三、任务实施
（一）端口配置
（二）程序设计
四、知识拓展——常闭触点输入的编程
处理
思考与练习
任务三 多地控制电动机起动控制程序的
设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）ORB指令
（二）ANB指令
三、任务实施
（一）端口配置
（二）程序设计
四、GXDeveloper编程软件
五、知识拓展——梯形图的编程规则
（一）梯形图的特点
（二）梯形图的编程规则
思考与练习
任务四 三台电动机顺序起动控制程序的
设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）辅助继电器
（二）定时器
三、任务实施
（一）端口配置
（二）程序设计
四、知识拓展
（一）定时器与定时器级联
（二）频闪电路
（三）延时接通断开电路
思考与练习
任务五 仓库产品数量监控程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）计数器的分类
（二）计数器的使用说明
三、任务实施
（一）端口配置
（二）程序设计
四、知识拓展——定时器与计数器级联
思考与练习
任务六 电动机单按钮起停控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）PLS、PLF指令用法
（二）PLS、PLF指令说明
三、任务实施
四、知识拓展
（一）ALT指令
（二）LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令
（三）光敏自动冲水设备控制程序
思考与练习
任务七 三相异步电动机减压起动控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）MPS、MPP、MRD指令的用法
（二）MPS、MPP、MRD指令的说明
三、任务实施
（一）端口配置
（二）程序设计
四、知识拓展——MC、MCR主控指令
（一）MC、MCR指令的应用
（二）MC、MCR指令的说明
思考与练习
任务八 自动运料小车控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）状态继电器
（二）顺序功能图
（三）步进指令STL、RET
（四）顺序功能图与步进梯形图转换
三、任务实施
（一）端口配置
（二）确定顺序功能图的步数
（三）确定每步的功能
（四）确定每步的转移条件
（五）绘制顺序功能图及转换梯形图
四、知识拓展——步进梯形图的编程规则
思考与练习
任务九 自动门控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）选择分支
（二）选择分支的编程
三、任务实施
（一）端口配置
（二）功能顺序图的设计
（三）将顺序功能图转换为梯形图
四、知识拓展——步进梯形图程序中电动机的过载保护
思考与练习
任务十 交通灯控制程序设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）并行分支
（二）并行分支的编程
三、任务实施
（一）端口配置
（二）程序设计
四、知识拓展——SFC编制程序的跳转或重复
（一）部分重复的编程
（二）同一分支内跳转的编程
（三）跳转到另一分支的编程
思考与练习
项目三 FX2N系列PLC的特殊功能模块与数据通信
任务一 电热水器温度控制
一、任务导入
二、相关知识
（一）FROM、TO指令
（二）特殊功能模块的分类
（三）模拟量输入模块FX2N-2AD
（四）模拟量输出模块FX2N-2DA
三、任务实施
（一）端口配置
（二）程序设计
四、知识拓展——FX2N—2DA特殊功能模块的应用
思考与练习
任务二 PLC数据通信
一、任务导入
二、相关知识
（一）通信基础
（二）PLC的通信功能
（三）N：N网络通信
（四）并联链接通信
（五）计算机连接通信
（六）无协议通信
三、任务实施
（一）N：N网络的设置
（二）通信用软元件
（三）程序设计
四、知识拓展——PLC网络
（一）PLC网络介绍
（二）生产金字塔结构与PLC网络结构
（三）PLC联网的主要形式
（四）三菱公司的PLC网络
（五）三菱PLC及网络在汽车装配生产线中的应用
思考与练习
项目四 FX2N系列PLC功能指令的
应用
任务一 煤矿组合开关控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）FX系列PLC的功能指令概述
（二）FX系列PLC的功能指令
三、任务实施
（一）过载电流、断相电流、短路电流和相不平衡电流保护程序的设计
（二）控制程序设计
四、知识拓展——高速处理指令
思考与练习
任务二 煤矿主通风机控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）触点比较指令（FNC224~FNC246）
（二）浮点数运算指令
三、任务实施
（一）控制要求
（二）控制方案
（三）端口配置
（四）程序设计
四、知识拓展——其他功能指令
思考与练习
项目五 S7200系列PLC基础
任务一 输送带运输机控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）S7200系列PLC性能简介
（二）S7200系列PLC的内存结构
（三）S7200系列PLC的指令编址方式及寻址方式
（四）S7200系列PLC的基本指令
系统
三、任务实施
（一）控制要求
（二）端口配置
（三）程序设计
四、知识拓展——移位操作指令
思考与练习
任务二 电牵引采煤机控制程序的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）S7200系列PLC的操作指令
（二）S7200系列PLC的功能指令
三、任务实施
（一）控制要求
（二）端口配置
（三）程序设计
四、知识拓展——程序控制指令
思考与练习
任务三 煤矿局扇控制系统的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）子程序操作指令
（二）顺序控制继电器指令
（三）S7200系列PLC的功能指令
三、任务实施
（一）控制要求
（二）系统设计
四、知识拓展——表功能指令
思考与练习
任务四 煤矿井下水泵控制程序设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）PID运算控制
（二）PID控制器的优点
（三）PID调节指令格式及功能
（四）PID回路表的格式及初始化
三、任务实施
（一）控制要求
（二）PID回路参数
（三）程序设计
四、知识拓展——PID向导的应用
思考与练习
项目六 PLC与变频器应用
任务一 电动机多速运行控制系统的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）三相异步交流电动机的调速
（二）变频器
三、任务实施
（一）控制要求
（二）变频器的参数设置
（三）端口配置
（四）控制程序
四、知识拓展——变频器与PLC的连接
思考与练习
任务二 矿井提升机变频调速控制系统的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）变频器的选择
（二）变频器系统器件的选择
三、任务实施
（一）控制要求
（二）控制方案设计
（三）程序设计
四、知识拓展——变频器的操作面板与参数设定
（一）变频器的操作面板
（二）变频器的参数设定方法
思考与练习
项目七 PLC控制系统设计
任务一 煤矿液压支架控制系统的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）PLC控制系统的设计原则
（二）PLC控制系统的设计内容及设计步骤
（三）PLC控制系统的硬件设计和软件设计及调试
三、任务实施
（一）工作过程
（二）控制要求
（三）系统设计
（四）程序设计
四、知识拓展——PLC减少输入/输出点数的方法
思考与练习
任务二 专用钻床旋转工作台控制系统的
设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）PLC程序设计常用的方法
（二）用辅助继电器实现顺序控制
三、任务实施
（一）控制系统描述
（二）系统配置
（三）设计功能流程图
（四）通用继电器配置
（五）梯形图设计
四、知识拓展——可编程序控制器的使用
（一）可编程序控制器的安装环境
（二）可编程序控制器的安装与接线
思考与练习
任务三 煤矿空压机控制系统的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）PLC技术改造
（二）PLC移植设计法
三、任务实施
（一）控制要求
（二）端口配置
（三）程序设计
（四）程序说明
四、知识拓展——可编程序控制器的维护和检修
思考与练习
项目八 PLC与触摸屏的综合应用
任务一 触摸屏控制电动机的△减压
起动
一、任务导入
二、相关知识
（一）触摸屏的结构与功能
（二）三菱F940GOT的基本工作模式
（三）GTDesignerVer?5画面制作软件介绍
三、任务实施
（一）端口配置
（二）程序设计
（三）触摸屏画面设计
四、知识拓展——计算机和触摸屏在
PLC网络中的作用
思考与练习
任务二 矿井通风机触摸屏监控画面的设计
一、任务导入
二、相关知识
（一）通过触摸键实现画面切换
（二）通过PLC程序实现画面切换
三、任务实施
（一）触摸屏画面设计
（二）画面切换程序设计
四、知识拓展——PLC自动控制和组态软件
思考与练习
附录
附录A FX2N系列PLC软元件一览表
附录B FX系列PLC基本指令一览表
附录C FX系列PLC功能指令一览表
附录D S7200系列PLC指令一览表
参考文献
