S7-1200 PLC編程及應用 第4版

本書通過大量的例程和視頻教程，深入淺出地介紹了S7-1200的硬件與硬件組態、編程軟件與仿真軟件的使用、
指令應用、程序結構、各種通信網絡和通信服務的組態與編程、
故障診斷、精簡系列面板的組態與仿真，以及PID閉環控制。
還介紹了易學易用的開關量控制系統的順序控制編程方法和PID參數整定的純軟件仿真方法。

第4版根據S7-1200*新的硬件和STEP 7 V15 SP1改寫，增加了SCL語言及其應用實例、
Modbus TCP通信、S7-1200與S7-200 SMART的通信、S7-1200 CPU的故障診斷等內容；增加了14個視頻教程和10多個例程。

本書的網上配套資源提供了50多個視頻教程、60多個例程和20多本用戶手冊，
以及V15 SP1版的STEP 7、WinCC和S7-PLCSIM。
掃描正文中的二維碼，可以觀看指定的視頻教程。

本書可以作為高校電類與機電類各專業的教材，
也可作為工程技術人員的參考書。

廖常初，畢業於清華大學，現為重慶大學教授，PLC領域知名專家、書作者，西門子官方特邀培訓專家。
長期從事工業控制和PLC應用的教學、科研和工程應用工作，具備豐富的實際經驗和教學經驗。
多年來編寫了多部我國PLC領域的超10萬冊的經典著作。
其出版的PLC圖書有兩本獲得全國優 秀書稱號，三本獲得國 家級“十一五”規劃教材稱號，累計已逾百萬冊，被評為機械工業出版社金 牌作者。
廖老師編寫的圖書以嚴謹、實用、細緻著稱，得到了學術界和企業界的一致認可。為了更好地服務於讀者，廖老師充分利用網絡社區平台開設個人博客，積極與網友交流。
同時他還參與各項培訓工作，多年來為眾多從業者傳道授業解惑，贏得了廣大讀者的好評和尊敬。

第1章 S7-1200的硬件與硬件組態1
1.1 S7-1200的硬件1
1.1.1 S7-1200的硬件結構1
1.1.2 CPU模塊2
1.1.3 信號板與信號模塊5
1.1.4 集成的通信接口與通信模塊7
1.2 TIA博途與仿真軟件的安裝8
1.3 TIA博途使用入門與硬件組態10
1.3.1 項目視圖的結構10
1.3.2 創建項目與硬件組態14
1.3.3 信號模塊與信號板的參數設置16
1.3.4 CPU模塊的參數設置20
1.4 習題23

第2章 S7-1200程序設計基礎25
2.1 S7-1200的編程語言25
2.2 PLC的工作原理與用戶程序結構簡介26
2.2.1 邏輯運算26
2.2.2 用戶程序結構簡介28
2.2.3 PLC的工作過程30
2.3 數據類型與系統存儲區32
2.3.1 物理存儲器32
2.3.2 數制與基本數據類型34
2.3.3 全局數據塊與其他數據類型37
2.3.4 系統存儲區41
2.4 編寫用戶程序與使用變量表43
2.4.1 編寫用戶程序43
2.4.2 使用變量表與幫助功能47
2.5 用戶程序的下載與仿真50
2.5.1 下載與上傳用戶程序50
2.5.2 用戶程序的仿真調試55
2.6 用STEP 7調試程序58
2.6.1 用程序狀態功能調試程序58
2.6.2 用監控表監控與強制變量59
2.7 習題63

第3章 S7-1200的指令64
3.1 位邏輯指令64
3.2 定時器指令與計數器指令68
3.2.1 定時器指令69
3.2.2 計數器指令74
3.3 數據處理指令75
3.3.1 比較操作指令75
3.3.2 使能輸入與使能輸出77
3.3.3 轉換操作指令79
3.3.4 移動操作指令81
3.3.5 移位指令與循環移位指令83
3.4 數學運算指令84
3.4.1 數學函數指令84
3.4.2 字邏輯運算指令88
3.5 程序控制操作指令89
3.6 日期和時間指令91
3.7 字符串與字符指令93
3.7.1 字符串轉換指令93
3.7.2 字符串指令96
3.8 高速脈衝輸出與高速計數器97
3.8.1 高速脈衝輸出97
3.8.2 高速計數器99
3.8.3 高速脈衝輸出與高速計數器實驗101
3.8.4 用高速計數器測量頻率的實驗104
3.9 習題105

第4章 S7-1200的用戶程序結構107
4.1 函數與函數塊107
4.1.1 生成與調用函數107
4.1.2 生成與調用函數塊110
4.1.3 多重背景113
4.2 數據類型轉換與間接尋址116
4.2.1 數據類型轉換116
4.2.2 間接尋址117
4.3 中斷事件與中斷指令120
4.3.1 事件與組織塊120
4.3.2 初始化組織塊與循環中斷組織塊121
4.3.3 時間中斷組織塊124
4.3.4 硬件中斷組織塊125
4.3.5 中斷連接指令與中斷分離指令126
4.3.6 延時中斷組織塊128
4.4 交叉引用表與程序信息130
4.4.1 交叉引用表130
4.4.2 分配列表132
4.4.3 調用結構、從屬性結構與資源133
4.5 習題135

第5章 順序控制設計法與SCL編程語言137
5.1 梯形圖的經驗設計法137
5.2 順序控制設計法與順序功能圖141
5.2.1 順序功能圖的基本元件141
5.2.2 順序功能圖的基本結構144
5.2.3 順序功能圖中轉換實現的基本規則146
5.3 使用置位複位指令的順序控制梯形圖設計方法147
5.3.1 單序列的編程方法147
5.3.2 選擇序列與並行序列的編程方法150
5.3.3 專用鑽床的順序控製程序設計152
5.4 SCL編程語言155
5.4.1 SCL程序編輯器155
5.4.2 SCL基礎知識156
5.4.3 SCL程序控制指令159
5.4.4 SCL的間接尋址164
5.4.5 SCL應用舉例167
5.5 習題169

第6章 S7-1200的通信與故障診斷172
6.1 網絡通信基礎172
6.1.1 計算機通信的國際標準172
6.1.2 SIMATIC通信網絡174
6.2 基於以太網的開放式用戶通信176
6.2.1 S7-1200之間的ISO-on-TCP和TCP通信176
6.2.2 S7-1200之間的UDP通信180
6.2.3 S7-1200與S7-300/400之間的開放式用戶通信183
6.3 S7協議通信185
6.3.1 S7-1200之間的單向S7通信185
6.3.2 S7-1200與其他S7 PLC之間的S7通信188
6.4 PROFINET、PROFIBUS-DP與AS-i網絡通信190
6.4.1 S7-1200作IO控制器和DP主站190
6.4.2 S7-1200作IO設備和DP智能從站194
6.4.3 AS-i通信197
6.5 點對點通信199
6.5.1 串行通信概述199
6.5.2 點對點通信的組態與編程201
6.6 Modbus協議通信204
6.6.1 Modbus RTU主站的編程204
6.6.2 Modbus RTU從站的編程與通信實驗206
6.6.3 Modbus TCP通信207
6.7 S7-1200與變頻器的USS協議通信210
6.7.1 硬件接線與變頻器參數設置210
6.7.2 S7-1200的組態與編程212
6.7.3 S7-1200與變頻器通信的實驗214
6.8 控制系統的故障診斷215
6.8.1 與故障診斷有關的中斷組織塊和診斷指令215
6.8.2 S7-1200的故障診斷216
6.8.3 網絡控制系統的故障診斷220
6.8.4 用S7-1200內置的Web服務器診斷故障223
6.9 習題227

第7章 精簡系列面板的組態與應用228
7.1 精簡系列面板228
7.2 精簡系列面板的畫面組態230
7.2.1 畫面組態的準備工作230
7.2.2 組態指示燈與按鈕232
7.2.3 組態文本域與I/O域235
7.3 精簡系列面板的仿真與運行237
7.3.1 PLC與HMI的集成仿真237
7.3.2 HMI與PLC通信的組態與操作240
7.4 習題242

第8章 S7-1200在模擬量閉環控制中的應用244
8.1 模擬量閉環控制系統與PID_Compact指令244
8.1.1 模擬量閉環控制系統244
8.1.2 PID_Compact指令的算法與參數246
8.1.3 PID_Compact指令的組態與調試248
8.2 PID參數的物理意義與手動整定方法250
8.2.1 PID參數的物理意義250
8.2.2 PID參數的手動整定方法251
8.2.3 PID參數的手動整定實驗252
8.3 PID參數自整定255
8.4 習題258
附錄260
附錄A 實驗指導書260
A.1 TIA博途應用實驗260
A.2 硬件組態實驗260
A.3 位邏輯指令應用實驗261
A.4 定時器計數器應用實驗261
A.5 數據處理指令應用實驗262
A.6 數學運算指令應用實驗263
A.7 程序控制指令應用實驗263
A.8 實時時鐘指令應用實驗263
A.9 高速計數器與高速輸出應用實驗264
A.10 函數與函數塊應用實驗264
A.11 多重背景應用實驗265
A.12 間接尋址應用實驗265
A.13 循環中斷實驗266
A.14 時間中斷實驗266
A.15 硬件中斷實驗266
A.16 延時中斷實驗267
A.17 順序控製程序的編程與調試實驗267
A.18 專用鑽床順序控製程序調試實驗268
A.19 SCL語言的編程實驗268
A.20 開放式用戶通信的仿真實驗268
A.21 S7通信的仿真實驗269
A.22 PROFINET通信組態實驗269
A.23 S7-1200故障診斷實驗270
A.24 用Web服務器診斷故障的實驗270
A.25 網絡控制系統故障診斷實驗271
A.26 PLC與觸摸屏的集成仿真實驗272
A.27 硬件PLC與仿真觸摸屏的通信實驗272
A.28 PID控制器參數手動整定的仿真實驗273
A.29 PID控制器參數自動整定的仿真實驗273
附錄B 網上配套資源簡介274
參考文獻276