西门子S7-1500 PLC编程从入门到精通

编者结合十余年的企业工作经验和十余年的教学经验编写了《老向讲工控》丛书，具体包括： (1)《三菱FX5UPLC编程从入门到精通》 (2)《三菱FX3UPLC接近精通教程(第2版)》 (3)《西门子SINAMICSV90伺服系统编程从入门到精通》 (4)《西门子S7-1500PLC编程从入门到精通》 (5)《PLC编程手册》 (6)《西门子S7-1200/1500PLC编程从入门到精通》 (7)《三菱iQ-RPLC编程从入门到精通》 (8)《三菱MR-J4/JE伺服系统接近精通教程》 丛书具有以下特点： (1)内容全面，知识系统。既适合初学者全面掌握工控技术，也适合有一定基础的读者结合实例深入学习工控技术。 (2)实例引导学习。大部分知识点采用实例讲解，便于读者举一反三，快速掌握编程技巧及应用。 (3)案例丰富，实用性强。精选大量工程实用案例，便于读者模仿应用，重点实例都包含软硬件配置清单、原理图和程序，且程序已经在 PLC 上运行通过。 (4)对于重点及复杂内容，配有大量微课视频。读者扫描书中二维码即可观看，配合文字讲解，学习效果更好。

本书从PLC编程基础入手，以案例引导学习的方式，结合视频讲解，全面介绍了西门子S7-1500PLC编程及组态软件的应用技术。
全书分为基础入门和应用精通两大部分，主要内容包括PLC基础，西门子S7-1500PLC的硬件和接线，TIAPortal软件的使用，S7-1500PLC的编程语言、编程方法与调试，西门子PLCSCL和GRAPH编程；S7-1500PLC的通信、工艺功能及其应用，PLC的故障诊断技术，PLC的工程应用。
本书双色图解，重点突出，内容全面实用，案例丰富，且实例包含详细的软硬件配置清单、接线图和程序，便于读者模仿学习。对重点内容本书还配有操作视频详细讲解，读者可以扫描书中二维码观看，辅助学习西门子PLC编程及应用。
本书可供PLC技术人员学习使用，也可作为大中专院校机电类、信息类专业的教材。

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第1章可编程控制器（PLC）基础1
1.1认识PLC1
1.1.1PLC是什么1
1.1.2PLC的发展历史1
1.1.3PLC的应用范围2
1.1.4PLC的分类与性能指标3
1.1.5知名PLC品牌介绍4
1.2PLC的结构和工作原理4
1.2.1PLC的硬件组成4
1.2.2PLC的工作原理7
1.2.3PLC的立即输入、输出功能9
1.3传感器和变送器9
1.4隔离器10
1.5数制和编码11
1.5.1数制11
1.5.2编码13

第2章西门子S7-1500PLC的硬件15
2.1西门子S7-1500PLC定位和性能特点15
2.1.1西门子SIMATIC控制器简介15
2.1.2S7-1500PLC的性能特点16
2.2西门子S7-1500PLC常用模块及其接线17
2.2.1电源模块17
2.2.2S7-1500PLC模块及其附件17
2.2.3S7-1500PLC信号模块及其接线24
2.2.4S7-1500PLC通信模块32
2.2.5S7-1500PLC分布式模块33
2.3西门子S7-1500PLC的硬件安装及接线34
2.3.1硬件配置34
2.3.2硬件安装36
2.3.3接线38

第3章TIAPortal（博途）软件使用入门40
3.1TIAPortal（博途）软件简介40
3.1.1初识TIAPortal（博途）软件40
3.1.2安装TIAPortal软件的软硬件条件41
3.1.3安装TIAPortal软件的注意事项43
3.1.4安装和卸载TIAPortal软件43
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用离线硬件组态法创建一个完整的TIAPortal项目49
3.3.1在博途视图中新建项目49
3.3.2添加设备50
3.3.3CPU参数配置51
3.3.4S7-1500的I/O参数的配置56
3.3.5程序的输入58
3.3.6程序下载到仿真软件S7-PLCSIM60
3.3.7程序的监视61
3.4用在线检测法创建一个完整的TIAPortal项目62
3.4.1在项目视图中新建项目62
3.4.2在线检测设备62
3.4.3程序下载到S7-1500CPU模块66
3.5程序上载69
3.6使用快捷键70
3.7使用帮助70
3.7.1查找关键字或者功能70
3.7.2使用指令71

第4章西门子S7-1500PLC的编程语言73
4.1西门子S7-1500PLC的编程基础73
4.1.1数据类型73
4.1.2S7-1500PLC的存储区80
4.1.3全局变量与区域变量84
4.1.4编程语言85
4.1.5变量表86
4.2位逻辑运算指令89
4.2.1触点与线圈相关逻辑89
4.2.2复位、置位、复位域和置位域指令94
4.2.3RS/SR触发器指令95
4.2.4上升沿和下降沿指令96
4.3定时器指令100
4.3.1通电延时定时器（TON）100
4.3.2断电延时定时器（TOF）102
4.3.3时间累加器（TONR）105
4.3.4原有定时器106
4.4计数器指令110
4.4.1加计数器（CTU）110
4.4.2减计数器（CTD）111
4.4.3原有计数器112
4.5传送指令、比较指令和转换指令114
4.5.1传送指令114
4.5.2比较指令117
4.5.3转换指令119
4.6数学函数指令、移位和循环指令128
4.6.1数学函数指令128
4.6.2移位和循环指令135
4.7应用实例139

第5章西门子S7-1500PLC的程序结构144
5.1块、函数和组织块144
5.1.1块的概述144
5.1.2函数（FC）及其应用145
5.1.3组织块（OB）及其应用149
5.2数据块和函数块158
5.2.1数据块（DB）及其应用158
5.2.2函数块（FB）及其应用162
5.2.3PLC定义数据类型（UDT）及其应用166
5.3多重背景169
5.3.1多重背景的简介169
5.3.2多重背景的应用169

第6章西门子S7-1500PLC的编程方法与调试175
6.1功能图175
6.1.1功能图的设计方法175
6.1.2梯形图编程的原则181
6.2逻辑控制的梯形图编程方法182
6.2.1经验设计法182
6.2.2功能图设计法183
6.3西门子S7-1500PLC的调试方法193
6.3.1程序信息193
6.3.2交叉引用195
6.3.3比较功能197
6.3.4使用Trace跟踪变量199
6.3.5用监控表进行调试202
6.3.6用强制表进行调试205
6.3.7其他调试方法207

第7章西门子PLC的SCL和GRAPH编程208
7.1西门子PLC的SCL编程208
7.1.1S7-SCL简介208
7.1.2S7-SCL程序编辑器209
7.1.3S7-SCL编程语言基础209
7.1.4寻址214
7.1.5控制语句218
7.1.6SCL块220
7.1.7S7-SCL应用举例222
7.2西门子PLC的GRAPH编程228
7.2.1S7-GRAPH简介228
7.2.2S7-GRAPH的应用基础228
7.2.3S7-GRAPH的应用举例235

第8章西门子S7-1500PLC的通信应用240
8.1通信基础知识240
8.1.1通信的基本概念240
8.1.2PLC网络的术语解释241
8.1.3OSI参考模型242
8.1.4现场总线介绍243
8.2PROFIBUS通信及其应用244
8.2.1PROFIBUS通信概述244
8.2.2S7-1500PLC与ET200MP的PROFIBUS-DP通信245
8.2.3S7-1500PLC与S7-1200PLC间的PROFIBUS-DP通信250
8.3西门子S7-1500PLC的以太网通信及其应用256
8.3.1以太网通信介绍256
8.3.2工业以太网通信介绍258
8.3.3S7-1500PLC的以太网通信方式259
8.4西门子S7-1500PLC的OUC通信及其应用259
8.4.1OUC通信介绍259
8.4.2S7-1500PLC之间的TCP通信260
8.5西门子S7-1500PLC的Modbus-TCP通信及其应用267
8.5.1Modbus-TCP通信基础267
8.5.2S7-1500PLC与埃夫特机器人之间的Modbus-TCP通信应用268
8.6西门子S7-1500PLC的S7通信及其应用271
8.6.1S7通信基础271
8.6.2S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的S7通信应用272
8.7PROFINETIO通信278
8.7.1PROFINETIO通信基础278
8.7.2S7-1500PLC与分布式模块ET200SP之间的PROFINET通信279
8.8ModbusRTU串行通信及其应用283
8.8.1ModbusRTU通信介绍284
8.8.2S7-1500PLC与温度仪表的ModbusRTU通信286

第9章西门子S7-1500PLC工艺功能及其应用291
9.1运动控制基础291
9.1.1运动控制简介291
9.1.2伺服驱动系统的参数设定291
9.2西门子S7-1500PLC的运动控制功能及其应用293
9.2.1S7-1500PLC的运动控制指令293
9.2.2S7-1500PLC的运动控制应用——速度控制295
9.2.3S7-1500PLC的运动控制应用——位置控制300
9.3西门子S7-1500PLC高速计数器及其应用311
9.3.1S7-1500PLC高速计数器基础311
9.3.2S7-1500PLC高速计数器应用314
9.4西门子S7-1500的PID控制及其应用317
9.4.1PID控制原理简介317
9.4.2PID指令简介319
9.4.3S7-1500PLC对电炉温度的控制320

第10章西门子S7-1500PLC的故障诊断技术327
10.1西门子S7-1500PLC诊断简介327
10.2通过模块或者通道的LED灯诊断故障328
10.2.1通过模块的LED灯诊断故障328
10.2.2通过模块的通道LED灯诊断故障328
10.3通过TIAPortal软件的PG/PC诊断故障329
10.4通过PLC的Web服务器诊断故障331
10.5通过PLC的显示屏诊断故障336
10.5.1显示屏面板简介336
10.5.2用显示屏面板诊断故障337
10.6在HMI上通过调用诊断控件诊断故障338
10.7通过自带诊断功能的模块诊断故障340
10.8利用诊断面板诊断故障342
10.9通过AutomationTool诊断故障343
10.9.1AutomationTool功能343
10.9.2AutomationTool诊断故障343
10.10通过Proneta诊断故障345
10.10.1Proneta介绍345
10.10.2Proneta诊断故障345

第11章PLC工程应用347
11.1折边机的PLC控制347
11.2刨床的PLC控制354
11.3剪切机的PLC控制361

参考文献373