西门子S7-1200PLC编程及应用（第2版）

本书针对西门子S7-1200 PLC的功能进行实例式项目化讲解，内容包括控制器硬件的介绍和安装、编程软件的应用、指令的介绍、触摸屏编程、PID控制、变频器控制、伺服驱动器控制及通信等。本书选取的实例是基于工业应用经验总结的，实操性强，语言通俗易懂。为便于教学，本书配有微课教程，使读者可以快速掌握西门子S7-1200 PLC各类功能的使用方法。除此之外，本书还配有利于教学、方便教师展示的PPT、程序代码、动画等教辅资源。 本书可作为高等职业院校机电、自动化类专业的授课教材，也可作为企业及社会机构的培训教材，还可作为工程师的参考手册。

目 录 第1章 S7-1200 PLC硬件组成 1 1.1 S7-1200 PLC概述 1 1.2 S7-1200 PLC硬件介绍 3 1.2.1 CPU模块 3 1.2.2 信号模块 5 1.2.3 信号板 7 1.2.4 通信模块 7 1.2.5 通信板 8 1.2.6 附件 8 第2章 博途STEP 7软件安装及操作方法 11 2.1 博途软件的组成 11 2.1.1 博途STEP 7的介绍 11 2.1.2 博途WinCC的介绍 12 2.2 博途STEP 7软件的安装 12 2.2.1 计算机硬件和操作系统的配置要求 12 2.2.2 博途STEP 7的安装步骤 13 2.3 博途STEP 7软件的操作界面介绍 19 2.3.1 Portal视图 19 2.3.2 项目视图 20 2.4 博途软件的操作方法应用实例讲解 21 2.4.1 实例内容 21 2.4.2 实例实施 22 2.5 应用经验总结 31 第3章 S7-1200 PLC编程基础知识 32 3.1 PLC的工作原理 32 3.1.1 过程映像区的概念 32 3.1.2 PLC的工作模式 32 3.1.3 程序扫描模式 33 3.2 PLC的存储器 33 3.3 数据类型 33 3.3.1 基本数据类型 34 3.3.2 复杂数据类型 36 3.3.3 PLC数据类型 40 3.3.4 指针数据类型 41 3.4 地址区及寻址方法 41 3.4.1 地址区 41 3.4.2 寻址方法 42 第4章 S7-1200 PLC编程指令 44 4.1 位逻辑指令 44 4.1.1 触点指令及线圈指令 44 4.1.2 置位指令及复位指令 45 4.1.3 脉冲检测指令 46 4.1.4 应用实例 47 4.2 定时器指令 48 4.2.1 脉冲定时器指令 48 4.2.2 接通延时定时器指令 49 4.2.3 关断延时定时器指令 49 4.2.4 时间累加器指令 50 4.2.5 应用实例 51 4.3 计数器指令 52 4.3.1 加计数器指令 52 4.3.2 减计数器指令 53 4.3.3 加减计数器指令 54 4.3.4 应用实例 56 4.4 功能指令 57 4.4.1 比较器指令 57 4.4.2 数学函数指令 60 4.4.3 数据处理指令 62 4.4.4 程序控制指令 66 4.5 基本指令综合应用实例 67 4.5.1 实例内容 67 4.5.2 实例实施 67 第5章 S7-1200 PLC数据块和程序块 72 5.1 数据块 72 5.1.1 数据块种类 72 5.1.2 数据块的创建及变量编辑步骤 72 5.1.3 数据块访问模式 73 5.1.4 数据块与位存储区的使用区别 74 5.2 组织块 74 5.2.1 组织块种类 74 5.2.2 组织块应用说明 75 5.3 函数 75 5.3.1 函数的接口区 75 5.3.2 函数的创建及编程方法 76 5.3.3 函数应用说明 78 5.4 函数块 78 5.4.1 函数块的接口区 78 5.4.2 函数块的创建及编程方法 79 5.4.3 函数块应用说明 81 5.5 线性编程和结构化编程 81 5.5.1 线性编程 81 5.5.2 结构化编程 82 5.6 函数块应用实例 82 5.6.1 实例内容 82 5.6.2 实例实施 82 第6章 触摸屏应用实例及仿真软件使用方法 88 6.1 触摸屏概述 88 6.1.1 触摸屏主要功能 88 6.1.2 西门子触摸屏简介 88 6.2 触摸屏应用实例 89 6.2.1 实例内容 89 6.2.2 实例实施 89 6.3 仿真软件使用方法 99 6.3.1 S7-PLCSIM仿真软件使用方法 99 6.3.2 博途WinCC仿真软件使用方法 101 6.3.3 应用经验总结 103 第7章 模拟量及PID控制应用实例 104 7.1 模拟量转换应用实例 104 7.1.1 功能概述 104 7.1.2 指令说明 105 7.1.3 实例内容 106 7.1.4 实例实施 106 7.2 PID控制应用实例 110 7.2.1 功能概述 110 7.2.2 指令说明 110 7.2.3 实例内容 112 7.2.4 实例实施 112 7.2.5 应用经验总结 120 第8章 串行通信方式及应用实例 121 8.1 串行通信的基础知识 121 8.1.1 串行通信的概述 121 8.1.2 串口通信模块及支持的协议 123 8.2 Modbus RTU通信应用实例 124 8.2.1 功能概述 124 8.2.2 指令说明 126 8.2.3 实例内容 129 8.2.4 实例实施 129 8.2.5 应用经验总结 141 8.3 自由口通信应用实例 142 8.3.1 功能概述 142 8.3.2 指令说明 142 8.3.3 实例内容 144 8.3.4 实例实施 144 第9章 以太网通信方法及其应用实例 154 9.1 工业以太网的基础知识 154 9.1.1 工业以太网概述 154 9.1.2 S7-1200 PLC以太网接口的通信服务 156 9.2 PROFINET通信应用实例 157 9.2.1 功能概述 157 9.2.2 实例内容 158 9.2.3 实例实施 158 9.2.4 应用经验总结 162 9.3 S7通信应用实例 162 9.3.1 功能概述 162 9.3.2 指令说明 162 9.3.3 实例内容 164 9.3.4 实例实施 164 9.3.5 应用经验总结 170 9.4 MODBUS TCP通信应用实例 170 9.4.1 功能概述 170 9.4.2 指令说明 171 9.4.3 实例内容 173 9.4.4 实例实施 173 9.4.5 应用经验总结 181 9.5 开放式用户通信应用实例 181 9.5.1 功能概述 181 9.5.2 指令说明 182 9.5.3 实例内容 184 9.5.4 实例实施 184 9.6 OPC UA通信应用实例 192 9.6.1 功能概述 192 9.6.2 实例内容 193 9.6.3 实例实施 193 第10章 S7-1200 PLC控制变频器应用实例 199 10.1 西门子变频器概述 199 10.1.1 V20变频器概述 199 10.1.2 G120变频器概述 199 10.2 S7-1200 PLC通过端子控制V20变频器应用实例 200 10.2.1 功能概述 200 10.2.2 实例内容 200 10.2.3 实例实施 200 10.3 S7-1200 PLC通过USS通信控制V20变频器应用实例 205 10.3.1 变频器USS通信概述 205 10.3.2 指令说明 206 10.3.3 实例内容 210 10.3.4 实例实施 211 10.3.5 应用经验总结 216 10.4 S7-1200 PLC通过PROFINET通信控制G120变频器应用实例 216 10.4.1 G120变频器PROFINET通信概述 216 10.4.2 实例内容 219 10.4.3 实例实施 219 第11章 运动控制应用实例 227 11.1 运动控制概述 227 11.1.1 运动控制系统工作原理 227 11.1.2 S7-1200 PLC运动控制方式概述 227 11.2 西门子V90伺服驱动器简介 228 11.2.1 V90伺服系统概述 228 11.2.2 SINAMICS V-ASSISTANT调试软件的使用方法 229 11.3 高速计数器应用实例 234 11.3.1 功能简介 234 11.3.2 指令说明 235 11.3.3 实例内容 237 11.3.4 实例实施 237 11.4 运动控制指令说明 243 11.5 S7-1200 PLC通过TO模式控制V90（PTI）的应用实例 251 11.5.1 功能简介 251 11.5.2 实例内容 251 11.5.3 实例实施 252 11.6 S7-1200 PLC通过TO模式控制V90（PN）的应用实例 264 11.6.1 功能简介 264 11.6.2 实例内容 265 11.6.3 实例实施 265 11.6.4 应用总结 281 11.7 S7-1200 PLC通过EPOS模式控制V90（PN）的应用实例 281 11.7.1 功能简介 281 11.7.2 指令说明 281 11.7.3 实例内容 284 11.7.4 实例实施 284 第12章 SCL编程语言应用实例 295 12.1 SCL编程语言简介 295 12.2 SCL程序控制指令介绍 295 12.3 SCL编程应用实例 299 12.3.1 实例内容 299 12.3.2 实例实施 299 第13章 用户自定义Web服务器应用实例 303 13.1 功能简介 303 13.2 指令说明 303 13.3 实例内容 305 13.4 实例实施 305 第14章 自动化搬运机综合训练 311 14.1 自动化搬运机介绍 311 14.2 自动化搬运机的控制工艺要求 313 14.3 自动化搬运机的参考程序 314 参考文献 323