S7-1200PLC编程及应用 第4版

★畅销书作者、著 名PLC专家重庆大学廖常初教授作品。★本书是一本全面介绍S7-1200 PLC的书籍，自本书第3版出版以来，TIA博途已多次升级，S7-1200的硬件也已由V4.2升级到V4.4。本书根据S7-1200当前*新的硬件和STEP 7 V15 SP1改写。★与第3版相比，本书（第4版）增加了SCL语言及其应用实例、Modbus TCP通信、S7-1200与S7-200 SMART的通信、S7-1200 CPU的故障诊断等内容；增加了14个视频教程、10多个例程和4个实验的指导书，更新了一些手册和产品样本。★中国书刊发行业协会年度全行业优 秀品种，西门子公司重点推荐图书。中华工控网和中国工控网联袂推荐。

本书通过大量的例程和视频教程，深入浅出地介绍了S7-1200的硬件与硬件组态、编程软件与仿真软件的使用、指令应用、程序结构、各种通信网络和通信服务的组态与编程、故障诊断、精简系列面板的组态与仿真，以及PID闭环控制。还介绍了易学易用的开关量控制系统的顺序控制编程方法和PID参数整定的纯软件仿真方法。第4版根据S7-1200最新的硬件和STEP 7 V15 SP1改写，增加了SCL语言及其应用实例、Modbus TCP通信、S7-1200与S7-200 SMART的通信、S7-1200 CPU的故障诊断等内容；增加了14个视频教程和10多个例程。 本书的网上配套资源提供了50多个视频教程、60多个例程和20多本用户手册，以及V15 SP1版的STEP 7、WinCC和S7-PLCSIM。扫描正文中的二维码，可以观看指定的视频教程。本书可以作为高校电类与机电类各专业的教材，也可作为工程技术人员的参考书。

廖常初，毕业于清华大学，现为重庆大学教授，PLC领域知名专家、畅销书作者，西门子官方特邀培训专家。长期从事工业控制和PLC应用的教学、科研和工程应用工作，具备丰富的实际经验和教学经验。多年来编写了多部我国PLC领域的销量超10万册的经典畅销著作。其出版的PLC图书有两本获得全国优 秀畅销书称号，三本获得国 家级“十一五”规划教材称号，累计销量已逾百万册，被评为机械工业出版社金 牌作者。廖老师编写的图书以严谨、实用、细致著称，得到了学术界和企业界的一致认可。为了更好地服务于读者，廖老师充分利用网络社区平台开设个人博客，积极与网友交流。同时他还参与各项培训工作，多年来为众多从业者传道授业解惑，赢得了广大读者的好评和尊敬。

前言
第1章 S7-1200的硬件与硬件组态1
1.1 S7-1200的硬件1
1.1.1 S7-1200的硬件结构1
1.1.2 CPU模块2
1.1.3 信号板与信号模块5
1.1.4 集成的通信接口与通信模块7
1.2 TIA博途与仿真软件的安装8
1.3 TIA博途使用入门与硬件组态10
1.3.1 项目视图的结构10
1.3.2 创建项目与硬件组态14
1.3.3 信号模块与信号板的参数设置16
1.3.4 CPU模块的参数设置20
1.4 习题23
第2章 S7-1200程序设计基础25
2.1 S7-1200的编程语言25
2.2 PLC的工作原理与用户程序结构简介26
2.2.1 逻辑运算26
2.2.2 用户程序结构简介28
2.2.3 PLC的工作过程30
2.3 数据类型与系统存储区32
2.3.1 物理存储器32
2.3.2 数制与基本数据类型34
2.3.3 全局数据块与其他数据类型37
2.3.4 系统存储区41
2.4 编写用户程序与使用变量表43
2.4.1 编写用户程序43
2.4.2 使用变量表与帮助功能47
2.5 用户程序的下载与仿真50
2.5.1 下载与上传用户程序50
2.5.2 用户程序的仿真调试55
2.6 用STEP 7调试程序58
2.6.1 用程序状态功能调试程序58
2.6.2 用监控表监控与强制变量59
2.7 习题63
第3章 S7-1200的指令64
3.1 位逻辑指令64
3.2 定时器指令与计数器指令68
3.2.1 定时器指令69
3.2.2 计数器指令74
3.3 数据处理指令75
3.3.1 比较操作指令75
3.3.2 使能输入与使能输出77
3.3.3 转换操作指令79
3.3.4 移动操作指令81
3.3.5 移位指令与循环移位指令83
3.4 数学运算指令84
3.4.1 数学函数指令84
3.4.2 字逻辑运算指令88
3.5 程序控制操作指令89
3.6 日期和时间指令91
3.7 字符串与字符指令93
3.7.1 字符串转换指令93
3.7.2 字符串指令96
3.8 高速脉冲输出与高速计数器97
3.8.1 高速脉冲输出97
3.8.2 高速计数器99
3.8.3 高速脉冲输出与高速计数器实验101
3.8.4 用高速计数器测量频率的实验104
3.9 习题105
第4章 S7-1200的用户程序结构107
4.1 函数与函数块107
4.1.1 生成与调用函数107
4.1.2 生成与调用函数块110
4.1.3 多重背景113
4.2 数据类型转换与间接寻址116
4.2.1 数据类型转换116
4.2.2 间接寻址117
4.3 中断事件与中断指令120
4.3.1 事件与组织块120
4.3.2 初始化组织块与循环中断组织块121
4.3.3 时间中断组织块124
4.3.4 硬件中断组织块125
4.3.5 中断连接指令与中断分离指令126
4.3.6 延时中断组织块128
4.4 交叉引用表与程序信息130
4.4.1 交叉引用表130
4.4.2 分配列表132
4.4.3 调用结构、从属性结构与资源133
4.5 习题135
第5章 顺序控制设计法与SCL编程语言137
5.1 梯形图的经验设计法137
5.2 顺序控制设计法与顺序功能图141
5.2.1 顺序功能图的基本元件141
5.2.2 顺序功能图的基本结构144
5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则146
5.3 使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法147
5.3.1 单序列的编程方法147
5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法150
5.3.3 专用钻床的顺序控制程序设计152
5.4 SCL编程语言155
5.4.1 SCL程序编辑器155
5.4.2 SCL基础知识156
5.4.3 SCL程序控制指令159
5.4.4 SCL的间接寻址164
5.4.5 SCL应用举例167
5.5 习题169
第6章 S7-1200的通信与故障诊断172
6.1 网络通信基础172
6.1.1 计算机通信的国际标准172
6.1.2 SIMATIC通信网络174
6.2 基于以太网的开放式用户通信176
6.2.1 S7-1200之间的ISO-on-TCP和TCP通信176
6.2.2 S7-1200之间的UDP通信180
6.2.3 S7-1200与S7-300/400之间的开放式用户通信183
6.3 S7协议通信185
6.3.1 S7-1200之间的单向S7通信185
6.3.2 S7-1200与其他S7 PLC之间的S7通信188
6.4 PROFINET、PROFIBUS-DP与AS-i网络通信190
6.4.1 S7-1200作IO控制器和DP主站190
6.4.2 S7-1200作IO设备和DP智能从站194
6.4.3 AS-i通信197
6.5 点对点通信199
6.5.1 串行通信概述199
6.5.2 点对点通信的组态与编程201
6.6 Modbus协议通信204
6.6.1 Modbus RTU主站的编程204
6.6.2 Modbus RTU从站的编程与通信实验206
6.6.3 Modbus TCP通信207
6.7 S7-1200与变频器的USS协议通信210
6.7.1 硬件接线与变频器参数设置210
6.7.2 S7-1200的组态与编程212
6.7.3 S7-1200与变频器通信的实验214
6.8 控制系统的故障诊断215
6.8.1 与故障诊断有关的中断组织块和诊断指令215
6.8.2 S7-1200的故障诊断216
6.8.3 网络控制系统的故障诊断220
6.8.4 用S7-1200内置的Web服务器诊断故障223
6.9 习题227
第7章 精简系列面板的组态与应用228
7.1 精简系列面板228
7.2 精简系列面板的画面组态230
7.2.1 画面组态的准备工作230
7.2.2 组态指示灯与按钮232
7.2.3 组态文本域与I/O域235
7.3 精简系列面板的仿真与运行237
7.3.1 PLC与HMI的集成仿真237
7.3.2 HMI与PLC通信的组态与操作240
7.4 习题242
第8章 S7-1200在模拟量闭环控制中的应用244
8.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令244
8.1.1 模拟量闭环控制系统244
8.1.2 PID_Compact指令的算法与参数246
8.1.3 PID_Compact指令的组态与调试248
8.2 PID参数的物理意义与手动整定方法250
8.2.1 PID参数的物理意义250
8.2.2 PID参数的手动整定方法251
8.2.3 PID参数的手动整定实验252
8.3 PID参数自整定255
8.4 习题258
附录260
附录A 实验指导书260
A.1 TIA博途应用实验260
A.2 硬件组态实验260
A.3 位逻辑指令应用实验261
A.4 定时器计数器应用实验261
A.5 数据处理指令应用实验262
A.6 数学运算指令应用实验263
A.7 程序控制指令应用实验263
A.8 实时时钟指令应用实验263
A.9 高速计数器与高速输出应用实验264
A.10 函数与函数块应用实验264
A.11 多重背景应用实验265
A.12 间接寻址应用实验265
A.13 循环中断实验266
A.14 时间中断实验266
A.15 硬件中断实验266
A.16 延时中断实验267
A.17 顺序控制程序的编程与调试实验267
A.18 专用钻床顺序控制程序调试实验268
A.19 SCL语言的编程实验268
A.20 开放式用户通信的仿真实验268
A.21 S7通信的仿真实验269
A.22 PROFINET通信组态实验269
A.23 S7-1200故障诊断实验270
A.24 用Web服务器诊断故障的实验270
A.25 网络控制系统故障诊断实验271
A.26 PLC与触摸屏的集成仿真实验272
A.27 硬件PLC与仿真触摸屏的通信实验272
A.28 PID控制器参数手动整定的仿真实验273
A.29 PID控制器参数自动整定的仿真实验273
附录B 网上配套资源简介274
参考文献276