S7-1200PLC编程及应用

本书通过几十个例程，深入浅出地介绍了S7-1200的编程软件和仿真软件的使用方法、硬件和硬件组态、指令应用、程序结构、各种通信的组态和编程方法、故障诊断、PID闭环控制、精简系列面板的组态与仿真。还介绍了一整套易学易用的开关量控制系统的编程方法。 第3版根据S7-1200新的硬件和软件改写，通信和故障诊断部分增加了大量的内容，其他部分也充实了很多内容。同时增加了各章的习题和20多个实验的指导书。可以用随书光盘中的例程和纯软件仿真来学习PID参数的整定方法。 随书光盘提供了编程软件STEP 7 V13 SP1和仿真软件S7-PLCSIM V13 SP1、20多本用户手册、40多个例程和30多个多媒体视频教程。 本书可供工程技术人员使用，也可以作为高校机电类各专业的教材。

廖常初，重庆大学教授，本科毕业于清华大学，曾在企业从事机械、电气技术工作，长期从事工业控制和PLC应用的教学、科研工程应用工作。

前言
第1章S7-1200的硬件与硬件组态
1.1S7-1200的硬件
1.1.1S7-1200的硬件结构
1.1.2CPU模块
1.1.3信号板与信号模块
1.1.4集成的通信接口与通信模块
1.2软件的安装与升级
1.3TIA博途使用入门与硬件组态
1.3.1项目视图的结构
1.3.2创建项目与硬件组态
1.3.3信号模块与信号板的参数设置
1.3.4CPU模块的参数设置
1.4习题
第2章S7-1200程序设计基础
2.1S7-1200的编程语言
2.2PLC的工作原理与用户程序结构
2.2.1逻辑运算
2.2.2用户程序结构简介
2.2.3PLC的工作过程
2.3数据类型与系统存储区
2.3.1物理存储器
2.3.2数制与数据类型
2.3.3全局数据块与其他数据类型
2.3.4系统存储区
2.4编写用户程序与使用变量表
2.4.1编写用户程序
2.4.2使用变量表与帮助功能
2.5用户程序的下载与仿真
2.5.1下载与上传用户程序
2.5.2用户程序的仿真调试
2.6用STEP7调试程序
2.6.1用程序状态功能调试程序
2.6.2用监控表监控与强制变量
2.7习题
第3章S7-1200的指令
3.1位逻辑指令
3.2定时器与计数器指令
3.2.1定时器指令
3.2.2计数器指令
3.3数据处理指令
3.3.1比较器操作指令
3.3.2使能输入与使能输出
3.3.3转换操作指令
3.3.4移动操作指令
3.3.5移位与循环移位指令
3.4数学运算指令
3.4.1数学函数指令
3.4.2字逻辑运算指令
3.5程序控制操作指令
3.6日期和时间指令
3.7字符串与字符指令
3.7.1字符串转换指令
3.7.2字符串指令
3.8高速脉冲输出与高速计数器
3.8.1高速脉冲输出
3.8.2高速计数器
3.8.3高速脉冲输出与高速计数器实验
3.8.4用高速计数器测量频率的实验
3.9习题
第4章S7-1200的用户程序结构
4.1函数与函数块
4.1.1生成与调用函数
4.1.2生成与调用函数块
4.1.3多重背景
4.2数据类型与间接寻址
4.2.1数据类型
4.2.2间接寻址
4.3中断事件与中断指令
4.3.1事件与组织块
4.3.2初始化组织块与循环中断组织块
4.3.3时间中断组织块
4.3.4硬件中断组织块
4.3.5中断连接指令与中断分离指令
4.3.6延时中断组织块
4.4交叉引用表与程序信息
4.4.1交叉引用表
4.4.2分配列表
4.4.3调用结构、从属性结构与资源
4.5习题
第5章数字量控制系统梯形图程序设计方法
5.1梯形图的经验设计法
5.2顺序控制设计法与顺序功能图
5.2.1顺序功能图的基本元件
5.2.2顺序功能图的基本结构
5.2.3顺序功能图中转换实现的基本规则
5.3使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法
5.3.1单序列的编程方法
5.3.2选择序列与并行序列的编程方法
5.3.3专用钻床的顺序控制程序设计
5.4习题
第6章S7-1200的通信与故障诊断
6.1网络通信基础
6.1.1计算机通信的国际标准
6.1.2SIMATIC通信网络
6.2基于以太网的开放式用户通信
6.2.1S7-1200之间的ISO-on-TCP和TCP协议通信
6.2.2S7-1200之间的UDP协议通信
6.2.3S7-1200与S7-300/400之间的开放式用户通信
6.3S7协议通信
6.3.1S7-1200之间的S7通信
6.3.2S7-1200与其他S7PLC之间的S7通信
6.4PROFIBUS-DP、PROFINET与AS-i网络通信
6.4.1S7-1200作IO控制器和DP主站
6.4.2S7-1200作DP智能从站和智能IO设备
6.4.3AS-i通信
6.5点对点通信
6.5.1串行通信的基本概念
6.5.2点对点通信的组态与编程
6.6ModbusRTU协议通信
6.6.1ModbusRTU主站的编程
6.6.2ModbusRTU从站的编程与实验
6.7S7-1200与变频器的USS协议通信
6.7.1硬件接线与变频器参数设置
6.7.2S7-1200的组态与编程
6.7.3S7-1200与变频器通信的实验
6.8网络控制系统的故障诊断
6.8.1与故障诊断有关的中断组织块
6.8.2用TIA博途和LED诊断故障
6.8.3用S7-1200的Web服务器诊断故障
6.9习题
第7章精简系列面板的组态与应用
7.1精简系列面板
7.2精简系列面板的画面组态
7.2.1画面组态的准备工作
7.2.2组态指示灯与按钮
7.2.3组态文本域与I/O域
7.3精简系列面板的仿真与运行
7.3.1PLC与HMI的集成仿真
7.3.2HMI与PLC通信的组态与操作
7.4习题
第8章S7-1200在模拟量闭环控制中的应用
8.1模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令
8.1.1模拟量闭环控制系统
8.1.2PID_Compact指令的算法与参数
8.1.3PID_Compact指令的组态与调试
8.2PID参数的手动整定方法
8.2.1PID参数的整定方法
8.2.2PID参数的手动整定实验
8.3PID参数自整定
8.4习题
附录
附录A实验指导书
A.1TIA博途应用实验
A.2硬件组态实验
A.3位逻辑指令应用实验
A.4定时器计数器应用实验
A.5数据处理指令应用实验
A.6数学运算指令应用实验
A.7程序控制指令应用实验
A.8实时时钟指令应用实验
A.9高速计数器与高速输出应用实验
A.10函数与函数块应用实验
A.11多重背景应用实验
A.12间接寻址应用实验
A.13循环中断实验
A.14时间中断实验
A.15硬件中断实验
A.16延时中断实验
A.17顺序控制程序的编程与调试实验
A.18专用钻床顺序控制程序调试实验
A.19开放式用户通信的仿真实验
A.20S7通信的仿真实验
A.21PROFINET通信组态实验
A.22故障诊断实验
A.23PLC与触摸屏仿真实验
A.24PID控制器参数手动整定的仿真实验
A.25PID控制器参数自动整定的仿真实验
附录B随书光盘简介
参考文献

前    言S7-1200是西门子公司的新一代小型PLC，其指令和软件与大中型PLC S7-1500兼容。它集成了以太网接口和很强的工艺功能，用基于西门子自动化的软件平台TIA博途的STEP 7编程。本书是一本全面介绍S7-1200 PLC的书籍，自2010年第2版出版以来，S7-1200的硬件已由V1.0更新到V4.2，软件也多次更新。本书根据S7-1200当前最新的硬件和STEP 7 V13 SP1改写，对全书的结构进行了优化，通信和故障诊断部分增加了大量的内容，其他部分也充实了很多内容。与PLC通信的变频器改为当前主流的V20。通过大量的实例，详细介绍了仿真软件的使用方法。本书对S7-1200的硬件结构与硬件组态、编程软件与仿真软件的使用方法、编程语言、指令、程序结构、各种通信网络和通信服务的组态与编程方法、故障诊断、精简系列面板的组态与仿真的方法、PID闭环控制等都作了全面深入的介绍。同时还介绍了作者总结的设计数字量控制梯形图的一整套易学易用的编程方法。读者可以通过随书光盘中的例程和纯软件仿真来学习PID参数手动和自动的整定方法。本书原来没有习题和实验指导书，为了方便教学，各章增设了习题，附录中有20多个实验的指导书。使用S7-PLCSIM仿真软件，只用计算机就可以做实验指导书中的绝大多数实验。 随书光盘提供了基于TIA博途的编程软件STEP 7 V13 SP1和仿真软件S7-PLCSIM V13 SP1、20多本中文用户手册、与正文配套的40多个例程和30多个多媒体视频教程。本书可供工程技术人员学习S7-1200的编程和应用时使用，也可以作高校机电类各专业的教材。本书由廖常初主编，范占华、陈曾汉、关朝旺、余秋霞、陈晓东、王云杰、李远树、廖亮、孙明渝、郑群英、唐世友、文家学参加了编写工作。因作者水平有限，书中难免有错漏之处，恳请读者批评指正。作者E-mail地址为liaosun@cqu.edu.cn。欢迎读者访问作者在中华工控网的博客。重庆大学  廖常初