西门子S7-1200 PLC编程与应用

本书由浅入深地介绍了PLC控制指示灯亮灭、PLC控制电动机启停、结构化编程控制生产流程、触摸屏控制现场设备、PLC控制电动机速度与位置、PLC控制系统综合应用共6个项目16个任务，从任务描述、知识探究、任务实施、任务记录和任务评价一一展开，全过程围绕目标导向培养PLC设计、编程的核心竞争力，便于分析、归纳和创造性教与学，在探究中解决问题并提升知识结构、技能水平和道德素养。本书将工程实践中常用的步序控制流程、结构化编程、PLC触摸屏联合仿真、PLC系统设计步骤等融入项目中，让读者在学习、模拟、仿真和实践的过程中更方便观察、调试程序，大幅提升了学习效率。 本书从入门到实践、图文并茂，可作为高职院校自动化类专业PLC相关课程教材，也可作为广大智能制造、电气自动化等工程技术人员和职业培训人员的参考用书。

李方园，浙江工商职业技术学院慈溪学院院长，教授/高级工程师，省高职高专自动化专业带头人，宁波市自动化学会秘书长。长期从事智能制造方面的教科研工作，出版专著3部，主编3本国家级规划教材，是电工电子类畅销书作者。获得省科研成果奖1项，主持省级精品课程1门、省级课题2项、市厅级课题6项，发表核心十余篇。参与制定国家职业技能标准2项。

项目1　PLC控制指示灯亮灭 1 任务1.1　两个按钮控制指示灯亮灭 1 任务描述 1 知识探究 2 1.1.1　PLC的概念与发展史 2 1.1.2　S7-1200 PLC构成与梯形图原理 3 1.1.3　位元件与位逻辑 5 任务实施 8 1.1.4　PLC I/O分配 8 1.1.5　PLC电气原理图绘制与电气接线 8 1.1.6　创建PLC项目 10 1.1.7　以太网通信设置与程序调试 18 任务记录 22 任务评价 23 任务1.2　多个开关控制一个指示灯亮灭 23 任务描述 23 知识探究 24 1.2.1　字节、字和双字的寻址方式 24 1.2.2　异或、置位与复位逻辑 24 1.2.3　PLC扫描周期 25 任务实施 26 1.2.4　PLC I/O分配和控制电路接线 26 1.2.5　PLC梯形图编程 26 1.2.6　调试与监控 29 任务记录 30 任务评价 30 任务1.3　故障信号控制指示灯闪烁 31 任务描述 31 知识探究 32 1.3.1　通用定时器硬件与PLC定时器 32 1.3.2　S7-1200 PLC定时器指令 34 1.3.3　系统存储器位与时钟存储器位 37 任务实施 39 1.3.4　PLC I/O分配和控制电路接线 39 1.3.5　PLC梯形图编程 40 1.3.6　调试与监控 43 任务记录 45 任务评价 45 拓展阅读 46 思考与练习 47 项目2　PLC控制电动机启停 50 任务2.1　电动机正反转次数控制 50 任务描述 50 知识探究 51 2.1.1　PLC基本数据类型与地址区 51 2.1.2　S7-1200 PLC计数器指令 54 2.1.3　CTU、CTD和CTUD计数器指令应用 56 任务实施 58 2.1.4　PLC I/O分配 58 2.1.5　PLC接线电气原理绘制与电气接线 59 2.1.6　PLC项目创建与编程 60 2.1.7　调试与监控 62 任务记录 63 任务评价 63 任务2.2　电动机延时记忆控制 64 任务描述 64 知识探究 65 2.2.1　数据块寻址与断电保持 65 2.2.2　比较、移动和交换指令 68 2.2.3　数学运算指令 70 2.2.4　日期和时间基本指令 71 任务实施 72 2.2.5　PLC I/O分配和控制电路接线 72 2.2.6　PLC梯形图编程 72 2.2.7　调试与监控 75 任务记录 76 任务评价 76 任务2.3　电动机往复步序控制 76 任务描述 76 知识探究 77 2.3.1　移位、循环和字逻辑运算指令 77 2.3.2　步序控制设计法 79 2.3.3　读取相关CPU信息 80 任务实施 82 2.3.4　PLC I/O分配与外围电路接线 82 2.3.5　PLC梯形图编程 82 2.3.6　S7-1200 PLC恢复出厂设置 86 任务记录 88 任务评价 88 拓展阅读 89 思考与练习 89 项目3　结构化编程控制生产流程 94 任务3.1　使用FC块实现 电动机控制 94 任务描述 94 知识探究 95 3.1.1　代码块与用户程序结构 95 3.1.2　函数FC 97 3.1.3　字符串及相关指令 99 任务实施 102 3.1.4　PLC I/O分配和控制电路接线 102 3.1.5　电动机控制FC块的梯形图编程 102 3.1.6　主程序调用FC块 104 3.1.7　调试与监控 106 任务记录 106 任务评价 107 任务3.2　使用FB块实现搅拌机控制 107 任务描述 107 知识探究 108 3.2.1　块调用与可嵌套块 108 3.2.2　函数块FB 109 3.2.3　时间数据变量相关指令 111 任务实施 113 3.2.4　PLC I/O分配和控制电路接线 113 3.2.5　搅拌机控制FB块的梯形图编程 114 3.2.6　主程序调用FB块 117 3.2.7　调试与监控 118 任务记录 119 任务评价 119 任务3.3　使用SCL实现生产线信息记录 119 任务描述 119 知识探究 120 3.3.1　SCL指令概述 120 3.3.2　复杂数据类型Array和Struct 124 3.3.3　时间函数 125 任务实施 127 3.3.4　PLC I/O分配和控制电路接线 127 3.3.5　生产线信息记录FB块SCL编程 127 3.3.6　主程序梯形图编程 129 3.3.7　调试与监控 131 任务记录 132 任务评价 132 拓展阅读 133 思考与练习 133 项目4　触摸屏控制现场设备 135 任务4.1　触摸屏控制指示灯循环点亮 135 任务描述 135 知识探究 136 4.1.1　触摸屏工作原理 136 4.1.2　西门子触摸屏分类与连接 138 4.1.3　触摸屏的组态与使用 139 任务实施 140 4.1.4　PLC I/O分配与电气接线 140 4.1.5　PLC梯形图编程 140 4.1.6　触摸屏初次组态 144 4.1.7　触摸屏程序下载和调试 150 任务记录 154 任务评价 154 任务4.2　触摸屏实现通风机调度控制 155 任务描述 155 知识探究 156 4.2.1　触摸屏变量采集周期 156 4.2.2　触摸屏常见四种动画组态 156 任务实施 160 4.2.3　PLC I/O分配与电气接线 160 4.2.4　PLC编程和触摸屏组态 161 4.2.5　触摸屏实现通风机调度控制系统调试 173 任务记录 174 任务评价 175 拓展阅读 175 思考与练习 176 项目5　PLC控制电动机速度与位置 179 任务5.1　PLC控制电动机多段速运行 179 任务描述 179 知识探究 180 5.1.1　S7-1200 PLC的模拟量功能 180 5.1.2　G120变频器的指定频率来源 183 任务实施 184 5.1.3　I/O分配与PLC控制变频器电路设计 184 5.1.4　使用Startdrive调试向导设置变频器参数 186 5.1.5　使用Startdrive进行变频器参数下载与调试 190 5.1.6　PLC梯形图编程 193 任务记录 195 任务评价 196 任务5.2　PLC通信控制电动机变速运行 196 任务描述 196 知识探究 197 5.2.1　变频器PROFIdrive报文 197 5.2.2　控制字、状态字含义与参数设置 199 任务实施 200 5.2.3　电气接线 200 5.2.4　通过Startdrive进行G120变频器报文配置 201 5.2.5　PLC梯形图编程 204 任务记录 206 任务评价 206 任务5.3　PLC控制步进电动机定位 207 任务描述 207 知识探究 208 5.3.1　步进电动机工作原理 208 5.3.2　步进驱动器与PLC的常见接线 210 5.3.3　基于S7-1200 PLC的电动机定位控制 212 5.3.4　S7-1200 PLC的运动控制指令 213 任务实施 219 5.3.5　PLC I/O分配与步进控制电路设计 219 5.3.6　工艺对象轴的组态与调试 220 5.3.7　PLC控制步进电动机的编程 227 任务记录 230 任务评价 230 拓展阅读 231 思考与练习 231 项目6　PLC控制系统综合应用 234 任务6.1　化工厂流程PLC控制 234 任务描述 234 知识探究 235 6.1.1　PLC控制系统设计步骤 235 任务实施 237 6.1.2　输入/输出定义 237 6.1.3　电气原理图绘制和电气接线 238 6.1.4　PLC控制流程图绘制 239 6.1.5　触摸屏画面组态 239 6.1.6　PLC程序编写 240 任务记录 241 任务评价 241 任务6.2　基于PLC与变频器的风机节能改造 242 任务描述 242 知识探究 243 6.2.1　SIMATIC NET网络结构中的PROFINET IO 243 任务实施 246 6.2.2　输入/输出定义 246 6.2.3　电气原理图绘制和电气接线 246 6.2.4　PLC1和PLC2的传输区定义 247 6.2.5　PLC控制流程图绘制 248 6.2.6　触摸屏画面组态 248 6.2.7　PLC程序编写 249 任务记录 249 任务评价 250 拓展阅读 250 思考与练习 251 参考文献　 254