Programmable Control System Design Technology (FX Series) (2nd Edition)

This book is divided into 11 chapters, which systematically introduces the structure and working principle of PLC, the usage of PLC programming software, PLC and peripheral equipment control skills, PLC and sensor application technology, programming application skills of basic instructions and functional instructions, PLC communication technology, PLC process control design technology, PLC motion control design technology, PLC and touch screen and inverter comprehensive application design technology, etc., and is accompanied by 40 engineering cases. Table of Contents Series Preface Chapter 1 Basic Knowledge of PLC 1 1.1 The Origin and Definition of PLC 1 1.2 Advantages and Disadvantages of PLC 2 1.3 Classification of PLC 3 1.4 Performance Indicators of PLC 4 1.5 Development Trends and Application Fields of PLC 5 Chapter 2 Structure and Working Principle of PLC 7 2.1 Hardware Composition of PLC 7 2.2 Software Composition of PLC 14 2.3 Working Principle of PLC 15 2.4 Introduction to FX Series PLC Products 17 2.5 Soft Elements of FX2N Series PLC 18 2.6 Common Number Systems and Code Systems of PLC 34 2.6.1 Number System 34 2.6.2 Code System 35 Chapter 3 PLC I/O Field Devices 38 3.1 Switches and Buttons 38 3.2 Sensors 39 3.2.1 Proximity Switches 40 3.2.2 Photoelectric Sensors 42 3.2.3 Fiber Optic Sensors 44 3.2.4 Magnetic Induction Sensors 45 3.2.5 Sensor wiring 46 3.3 Rotary encoder 48 3.3.1 Overview 48 3.3.2 Working principle 48 3.3.3 Performance indicators 49 3.3.4 Connection between PLC and rotary encoder 49 3.4 Pneumatic components 50 3.4.1 Ordinary cylinder 50 3.4.2 Solenoid valve 50 3.4.3 PLC application design issues 54 3.5 Frequency converter 54 3.5.1 Simple working principle of frequency converter 54 3.5.2 Basic structure of frequency converter 56 3.5.3 Wiring of FRA700 frequency converter 57 3.5.4 Operation mode of frequency converter 59 3.5.5 Frequency converter parameters 60 3.5.6 Operation of FRA740 frequency converter 62 3.5.7 Frequency converter project training 66 Training 1 Frequency converter parameter setting and operation training 66 Training 2 Input and output signal application training 68 3.6.1 Working principle of touch screen 69 3.6.2 Using GT-Designer2 screen design software 70 3.6.3 Using GT Simulator 2 simulation software 78 3.6.4 Touch screen application project training 78 Practice 4 Touch screen and PLC application project screen production practice 82 Practice 5 Touch screen and inverter communication control 84 Chapter 4 Using Mitsubishi full range programming software GX Developer Ver.8 87 4.1 Software Overview 87 4.2 Software Installation 87 4.2.1 Operating Environment Installation 87 4.2.2 Programming Environment Installation 88 4.2.3 Simulation Debugging Software Environment Installation 89 4.3 Introduction to Software Menu Use 90 4.4 Project 91 4.5 Program Production 94 4.5.1 Precautions when making ladder diagrams 94 4.5.2 Ladder Diagram Program Production 94 4.5.3 Creating SFC Programs 96 4.6 Project Description 102 4.7 Operation Monitoring 104 4.8 Using GX Simulator Ver.6 Simulation Software 106 4.8.1 Starting GX Simulator Ver.6 106 4.8.2 Contents of the Initial Screen 106 Chapter 5 FX Series PLC Basic Instruction Design Technology 109 5.1 FX Series PLC Programming Language 109 5.2 Using FX Series PLC Basic Instructions 110 5.3 Basic Instruction Programming Design Skills 120 5.3.1 Basic Requirements for Programming 120 5.3.2 Basic Programming Links 121 5.3.3 Programming Examples 125 Example 1 Three-speed Motor PLC Control 125 Example 2 Motor △ Start Control 126 5.4 Basic Instruction Application Practice 127 Practice 6 Countdown Operation Control of Multiple Motors 128 Practice 7 Simple Three-story Elevator PLC Control 130 Chapter 6 FX Series PLC Stepper Control Design Technology 133 6.1 FX Series PLC Stepper Sequence Control Instructions 133 6.1.1 Stepper Sequence Control Instructions 133 6.1.2 Stepper Instruction Soft Elements 134 6.2 Stepper Sequence Control Programming Method 135 6.2.1 State Transition Diagram 135 6.2.2 Stepper Ladder Diagram 135 6.2.3 STL Instruction Programming Key Points 136 6.3 SFC Function Block Programming 137 6.3.1 SFC Function Block Programming Method 137 6.3.2 SFC Process 140 6.4 Basic Skills Training 143 Training 8 Simple Robot Control 143 Training 9 Crossroad Traffic Light Control 145 Training 10 Square Music Fountain Control 146 Training 11 Electroplating Production Line PLC Control 147 6.5 Comprehensive Skills Training 149 Practice 12 Industrial Washing Machine Control 1 (Frequency Converter Program Operation Control) 149 Practice 13 Industrial Washing Machine Control 2 (Frequency Converter Multi-speed Control) 154 Practice 14 Central Air Conditioner Cooling Water Pump Energy Saving Control 156 Practice 15 Constant Pressure Water Supply (Multi-speed) Control 159 Chapter 7 FX Series PLC Function Instruction Application Design Technology 163 7.1 Basic Knowledge of Function Instruction Use 163 7.2 Program Flow Control Instructions 165 7.2.1 Conditional Jump 165 7.2.2 Subroutine 167 7.2.3 Interrupt Program Control Instructions 169 7.2.4 Watchdog Timer 170 7.2.5 Loop Area Instructions 170 7.2.6 Program Flow Control Design Example 171 7.2.7 Practice Project 172 Practice 16 Belt Conveyor Line PLC Control 172 7.3 Data Transfer and Processing Instructions 174 7.3.1 Data Transfer Instructions 174 7.3.2 Data Processing Instructions 181 7.3.3 Practical Training Projects 186 Practical Training 17 Multi-Station Trolley Automatic Control 186 7.4 Comparison Instructions 190 7.4.1 Comparison Instructions CMP 190 7.4.2 Interval Comparison Instructions ZCP 192 7.4.3 Contact Comparison Instructions (Online Comparison Instructions) 193 7.4.4 High-Speed ​​Comparison Instructions 196 7.4.5 Practical Training Projects 198 Practical Training 18 Simple Four-Layer Freight Elevator Control 198 Practical Training 19 Three-Layer Elevator Control with Encoder 202 7.5 Four Arithmetic and Logical Operations 205 7.5.1 Four Arithmetic Instructions 205 7.5.2 Four Arithmetic Instruction Programming Application Skills 209 7.5.3 Logical Operation Instructions 210 7.5.4 Logical Operation Instruction Programming Skills 212 7.5.5 Practical Training Projects 213 Practical Training 20 Property Parking Lot Space Control 213 7.6 Circular shift, shift instructions 218 7.6.1 Circular shift (left shift/right shift) 218 ​​7.6.2 Bit left/right shift instruction 221 7.6.3 Word left/right shift instruction 223 7.6.4 Shift write/shift read instruction 224 7.6.5 Training project 227 Training 22 Light billboard PLC control 227 Training 23 Property basement drainage control system design 229 Training 24 Machinery company sign light box control system 231 7.7 Convenient instruction 232 7.7.1 Initialization state (IST) 232 7.7.2 Data search (SER) 233 7.7.3 Teaching timer instruction (TTMR) 234 7.7.4 Special timer (STMR) 235 7.7.5 Alternate output (ALT) 235 7.7.6 Rotary Table Control (ROTC) 235 7.7.7 Data Sorting (SORT) 236 7.7.8 Practical Training Project 237 Practical Training 25 Robot Control (Application Convenient Instructions) 237 7.8 External Device I/O 238 7.8.1 Human-Machine Interface Instructions 238 7.8.2 ASCII Code Instructions 244 7.8.3 Gray Code Conversion Instructions 244 7.8.4 Practical Training Project 245 Practical Training 26 Simple Electronic Calculator Design 245 7.9 Real-Time Clock Processing 247 7.9.1 Clock Comparison Instructions 247 7.9.2 Clock Operation Instructions 247 7.9.3 Clock Read and Write Instructions 249 7.9.4 Practical Training Project 251 Practical Training 27 Villa Intelligent Management System Design 251 Practical Training 28 Traffic Light Control System Design with Time Period Control 254 Chapter 8 FX Series Equipment Communication Design Technology 257 8.1 PLC Communication Basics 257 8.2 Serial Data Communication 258 8.2.1 Concept of Data Communication 259 8.2.2 Communication Mode of Serial Communication 259 8.2.3 Direction of Data Transmission in Serial Communication 261 8.2.4 Serial Communication Interface Standard 261 8.3FX Series Programmable Communication Interface Module 265 8.3.1FX2N232BD Communication Interface Module 265 8.3.2FX485BD Communication Module 266 8.4Communication Connection between PLC and Industrial Control Equipment 267 8.5FX Series PLC 1∶1 Communication 268 8.5.1Communication Specifications 268 8.5.2Assignment of Related Soft Elements 268 8.5.3Communication Wiring 269 8.5.4Programming Control Example 269 8.6FX Series PLC N∶N Network Communication 273 8.6.1N∶N Network Features 273 8.6.2Linked Soft Elements 273 8.6.3Communication Connection 274 8.6.4Practical Training Case 275 Practical Training 29PLC N∶N Network Control of Three Motors 275 8.7FX Series PLC Non-Protocol Communication (RS Instruction) 278 8.7.1Communication Function 278 8.7.2 RS instruction communication related soft elements 278 8.7.3 PLC communication format 279 8.7.4 Serial communication programming instructions 280 8.8 FX series PLC and Mitsubishi inverter communication 284 8.8.1 Communication wiring 284 8.8.2 Communication protocol 285 8.8.3 Related parameters of inverter communication 289 8.8.4 Training case 291 Training 30 PLC and inverter RS-485 communication control 291 8.9 Network communication knowledge 297 8.9.1 Protocol model of network communication system 297 8.9.2 Introduction to Mitsubishi PLC network communication 299 8.9.3 FX PLC as CC-Link master station communication 301 Chapter 9 PLC process control application design technology 304 9.1 Overview of process control module 304 9.1.1 Overview 304 9.1.2 Working principle of analog module 305 9.1.3 Principles of module expansion connection 305 9.2 PLC process control programming instructions 307 9.2.1 BFM read/write instructions 307 9.2.2 Analog module read/write 308 9.2.3 Variable instructions 309 9.2.4 PID control instructions 309 9.3 Analog I/O module 315 9.3.1 FX2N4ADPT analog input module 315 9.3.2 FX2N2DA analog output module 317 9.3.3 AD, DA conversion integrated module 320 9.3.4 FX2N5A integrated module 322 9.4 Practice examples 325 Practice 31 Water tank water level PID control 326 Practice 32 Comprehensive control of energy-saving operation of central air-conditioning refrigeration pump 328 Practice 33 PLC constant pressure water supply (PID) control 331 Practice 34 Design of central air-conditioning chilled water system 338 Chapter 10 PLC Motion Control Design Technology 343 10.1 Overview of Motion Control Technology 343 10.1.1 PLC Motion Control Technology 343 10.1.2 Composition of PLC Motion Control System 343 10.2 Motion Control Equipment 345 10.2.1 Mitsubishi Servo Motor and Its Drive 345 10.2.2 Stepper Motor 352 10.3 Tips for Using Motion Control Instructions 355 10.3.1 Pulse Output Control Instructions 355 10.3.2 Positioning Control Instructions 358 10.4 Comprehensive Training of Motion Control Technology 362 10.4.1 Introduction to Motion Control Training Platform 363 10.4.2 Training Case 364 Training 35 Ball Screw Shift Control 364 Training 36 Servo Shift Angle Control 368 Training 37 Positioning Robot Control 371 Chapter 11 Programmable Control System Comprehensive Design Technology 373 11.1 Control System Design 373 11.2 PLC Hardware Selection 374 11.3 Comprehensive Application Control System Design 375 Practice 38 Design of PLC Monitoring System for Automatic Sorting Production Line 376 Practice 39 Design of Automatic Line Control System for Work Posture Adjustment 383 Practice 40 Energy-saving Operation Control of Central Air Conditioning Water Pump in Cold and Hot Modes 388 Appendix 392 Appendix A Sample Test Paper for Programmable Control System Designer (Level 3) 392 Appendix B Sample Test Paper for Programmable Control System Designer (Level 3) 398 References 400