西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程

 

本书从基础和实用出发，全面系统介绍了西门子S7-1200 PLC编程及应用。全书内容共分两部分：靠前部分为基础入门篇，主要介绍西门子S7-1200的硬件和接线、TIA博途软件的使用、PLC的编程语言、程序结构、编程方法与调试；第二部分为应用精通篇，包括西门子S7-1200 PLC的通信及其应用、工艺功能及其应用、西门子人机界面(HMI)应用、PLC的故障诊断技术和工程应用等。
本书内容全面丰富，重点突出，强调知识的实用性。为便于读者更深入理解并掌握西门子S7-1200 PLC的编程及应用，本书配有大量实用案例，且实例都有详细的软硬件配置清单，并配有接线图和程序，读者可以模仿学习。同时，书中的重点内容还专门配有操作视频和程序源文件，读者用手机扫描书中二维码即可观看和下载，辅助学习书本内容。
本书可供从事西门子PLC技术学习和应用的人员使用，也可作为高等院校相关专业的教材。

 

第1篇基础入门篇
第1章可编程序控制器（PLC）基础2
1.1概述2
1.1.1PLC的发展历史2
1.1.2PLC的主要特点3
1.1.3PLC的应用范围4
1.1.4PLC的分类与性能指标4
1.1.5PLC与继电器系统的比较5
1.1.6PLC与微机的比较5
1.1.7PLC的发展趋势6
1.1.8国内PLC的应用6
1.2PLC的结构和工作原理7
1.2.1PLC的硬件组成7
1.2.2PLC的工作原理11
1.2.3PLC的立即输入、输出功能12
第2章S7-1200PLC的硬件13
2.1S7-1200PLC概述13
2.1.1西门子PLC简介13
2.1.2S7-1200PLC的性能特点14
2.2S7-1200PLC常用模块及其接线15
2.2.1S7-1200PLC的CPU模块及接线16
2.2.2S7-1200PLC数字量扩展模块及接线21
2.2.3S7-1200PLC模拟量模块24
2.2.4S7-1200PLC信号板及接线30
2.2.5S7-1200PLC通信模块32
2.2.6其他模块34
2.3S7-1200PLC的硬件安装34
2.3.1安装的预留空间34
2.3.2安装CPU模块34
第3章TIA博途（Portal）软件使用入门36
3.1TIA博途（Portal）软件简介36
3.1.1初识TIA博途（Portal）软件36
3.1.2安装TIA博途软件的软硬件条件38
3.1.3安装TIA博途软件的注意事项39
3.1.4安装和卸载TIA博途软件39
3.2TIAPortal视图与项目视图45
3.2.1TIAPortal视图结构45
3.2.2项目视图46
3.2.3项目树48
3.3创建和编辑项目49
3.3.1创建项目49
3.3.2添加设备49
3.3.3编辑项目（打开、保存、另存为、关闭和删除）49
3.4CPU参数配置54
3.4.1常规54
3.4.2PROFINET接口55
3.4.3启动60
3.4.4循环61
3.4.5通信负载61
3.4.6系统和时钟存储器61
3.4.7DI14/DQ1062
3.4.8AI263
3.4.9保护与安全63
3.4.10连接资源65
3.4.11地址总览65
3.5S7-1200PLC的I/O参数配置66
3.5.1数字量输入模块参数的配置66
3.5.2数字量输出模块参数的配置67
3.5.3模拟量输入模块参数的配置68
3.5.4模拟量输出模块参数的配置69
3.6下载和上传70
3.6.1下载70
3.6.2上传72
3.7软件编程74
3.7.1一个简单程序的输入和编译75
3.7.2使用快捷键79
3.8打印和归档79
3.8.1打印80
3.8.2归档81
3.9用TIA博途软件创建一个完整的项目82
3.10使用帮助88
3.10.1查找关键字或者功能88
3.10.2使用指令88
3.11安装支持包和GSD文件90
3.11.1安装支持包90
3.11.2安装GSD文件92
第4章S7-1200PLC的编程语言94
4.1S7-1200PLC的编程基础知识94
4.1.1数制94
4.1.2数据类型95
4.1.3S7-1200PLC的存储区102
4.1.4全局变量与区域变量106
4.1.5编程语言106
4.2变量表、监控表和强制表的应用107
4.2.1变量表（TagTable）107
4.2.2监控表111
4.2.3强制表114
4.3位逻辑运算指令115
4.4定时器和计数器指令126
4.4.1IEC定时器126
4.4.2IEC计数器136
4.5移动操作指令139
4.6比较指令144
4.7转换指令148
4.8数学函数指令153
4.9移位和循环指令163
4.10字逻辑运算指令168
4.11程序控制指令171
4.12实例173
4.12.1电动机的控制173
4.12.2定时器和计数器应用180
第5章S7-1200PLC的程序结构186
5.1TIA博途软件编程方法简介186
5.2函数、数据块和函数块187
5.2.1块的概述187
5.2.2函数（FC）及其应用188
5.2.3数据块（DB）及其应用193
5.2.4PLC定义数据类型（UDT）及其应用196
5.2.5函数块（FB）及其应用197
5.3多重背景203
5.3.1多重背景的简介203
5.3.2多重背景的应用203
5.4组织块（OB）及其应用209
5.4.1中断的概述209
5.4.2启动组织块及其应用210
5.4.3主程序（OB1）210
5.4.4循环中断组织块及其应用210
5.4.5时间中断组织块及其应用213
5.4.6延时中断组织块及其应用215
5.4.7硬件中断组织块及其应用216
5.4.8错误处理组织块217
5.5实例219
第6章S7-1200PLC的编程方法与调试223
6.1功能图223
6.1.1功能图的画法223
6.1.2梯形图编程的原则229
6.2逻辑控制的梯形图编程方法230
6.2.1经验设计法230
6.2.2功能图设计法232
6.3S7-1200PLC的调试方法242
6.3.1程序信息242
6.3.2交叉引用244
6.3.3比较功能246
6.3.4用变量表进行调试248
6.3.5用监控表进行调试252
6.3.6用强制表进行调试256
6.3.7使用PLCSIM软件进行调试257
6.3.8使用Trace跟踪变量264
6.4实例267
第7章西门子PLC的SCL编程273
7.1西门子PLC的SCL编程273
7.1.1SCL简介273
7.1.2SCL程序编辑器274
7.1.3SCL编程语言基础275
7.1.4寻址281
7.1.5控制语句284
7.1.6SCL块287
7.2SCL应用举例289
第2篇应用精通篇
第8章S7-1200PLC的通信及其应用298
8.1通信基础知识298
8.1.1通信的基本概念298
8.1.2PLC网络的术语解释299
8.1.3RS-485标准串行接口301
8.1.4OSI参考模型302
8.2现场总线概述303
8.2.1现场总线的概念303
8.2.2主流现场总线的简介303
8.2.3现场总线的特点304
8.2.4现场总线的现状304
8.2.5现场总线的发展305
8.3PROFIBUS通信及其应用305
8.3.1PROFIBUS通信概述305
8.3.2PROFIBUS总线拓扑结构307
8.3.3S7-1500PLC与S7-1200PLC的PROFIBUS-DP通信309
8.3.4S7-1200PLC与S7-1200PLC间的PROFIBUS-DP通信314
8.4以太网通信及其应用321
8.4.1以太网通信基础321
8.4.2S7-1200PLC的以太网通信方式324
8.4.3S7-1200PLC之间的OUC通信及其应用324
8.4.4S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的OUC通信（TCP）及其应用332
8.4.5S7-1200PLC与S7-1200PLC之间的OUC通信（UDP）及其应用338
8.4.6S7-1200PLC之间的S7通信及其应用347
8.4.7S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的S7通信及其应用353
8.4.8S7-1200PLC与远程IO模块的PROFINETIO通信及其应用358
8.4.9S7-1200PLC之间的PROFINETIO通信及其应用364
8.4.10S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的MODBUSTCP通信及其应用368
8.5串行通信377
8.5.1S7-1200PLC与S7-1200PLC之间的ModbusRTU通信377
8.5.2S7-1200PLC与SINAMICSG120变频器之间的USS通信383
8.5.3S7-1200PLC之间的自由口通信391
第9章S7-1200PLC的工艺功能及其应用396
9.1PLC的高速计数器及其应用396
9.1.1高速计数器简介396
9.1.2高速计数器的应用399
9.2PLC在运动控制中的应用406
9.2.1运动控制简介406
9.2.2伺服控制简介407
9.2.3S7-1200PLC的运动控制功能408
9.2.4S7-1200PLC的运动控制指令409
9.2.5S7-1200PLC的运动控制实例411
9.3PWM427
9.3.1PWM功能简介427
9.3.2PWM功能应用举例427
9.4PLC在过程控制中的应用431
9.4.1PID控制原理简介431
9.4.2PID控制器的参数整定433
9.4.3PID指令简介435
9.4.4PID控制应用436
第10章西门子人机界面（HMI）应用447
10.1人机界面简介447
10.1.1初识人机界面447
10.1.2西门子常用触摸屏的产品简介447
10.1.3触摸屏的通信连接448
10.2使用变量与系统函数449
10.2.1变量分类与创建449
10.2.2系统函数450
10.3画面组态453
10.3.1按钮组态453
10.3.2I/O域组态455
10.3.3开关组态456
10.3.4图形输入输出对象组态458
10.3.5时钟和日期的组态459
10.3.6符号I/O域组态460
10.3.7图形I/O域组态461
10.3.8画面的切换463
10.4用户管理465
10.4.1用户管理的基本概念465
10.4.2用户管理的配置466
10.5报警组态471
10.5.1报警组态简介471
10.5.2离散量报警组态471
10.6创建一个简单的HMI项目474
10.6.1一个简单的HMI项目技术要求描述474
10.6.2一个简单的HMI项目创建步骤474
第11章S7-1200PLC的故障诊断技术483
11.1PLC控制系统的故障诊断概述483
11.1.1引发PLC故障的外部因素483
11.1.2PLC的故障类型和故障信息484
11.1.3PLC故障诊断方法485
11.1.4PLC外部故障诊断方法485
11.1.5S7-1200PLC诊断简介489
11.2通过模块或通道的LED灯诊断故障490
11.2.1通过CPU模块的LED灯诊断故障490
11.2.2通过SM模块或者通道LED灯诊断故障491
11.3通过TIA博途软件的PG/PC诊断故障491
11.4通过PLC的Web服务器诊断故障493
11.5通过用户程序诊断故障498
11.5.1用LED指令诊断故障498
11.5.2用DeviceStates指令诊断故障499
11.5.3用ModuleStates指令诊断故障502
11.6在HMI上通过调用诊断控件诊断故障505
11.7通过自带诊断功能的模块诊断故障507
11.8利用运动控制诊断面板诊断故障510
11.9通过SIMATICAutomationTool诊断故障511
11.9.1SIMATICAutomationTool功能511
11.9.2SIMATICAutomationTool诊断故障511
第12章TIA博途软件的库功能514
12.1库的概念514
12.2项目库类型的使用515
12.3项目库主模板的使用517
12.4全局库的使用517
第13章S7-1200PLC工程应用520
13.1送料小车自动往复运动的PLC控制520
13.1.1系统软硬件配置520
13.1.2编写程序521
13.2啤酒灌装线系统的PLC控制525
13.2.1系统软硬件配置526
13.2.2编写程序527
13.3刨床的PLC控制531
13.3.1系统软硬件配置532
13.3.2编写程序536
13.4定长剪切机PLC控制541
13.4.1系统软硬件配置541
13.4.2编写程序542
参考文献550