內容簡介
本書從基礎和實用出發,全面系統介紹了西門子S7-1200 PLC編程及套用。全書內容共分兩部分:第一部分為基礎入門篇,主要介紹西門子S7-1200的硬體和接線、TIA博途軟體的使用、PLC的程式語言、程式結構、編程方法與調試;第二部分為套用精通篇,包括西門子S7-1200 PLC的通信及其套用、工藝功能及其套用、西門子人機界面(HMI)套用、PLC的故障診斷技術和工程套用等。
本書內容全面豐富,重點突出,強調知識的實用性。為便於讀者更深入理解並掌握西門子S7-1200 PLC的編程及套用,本書配有大量實用案例,且實例都有詳細的軟硬體配置清單,並配有接線圖和程式,讀者可以模仿學習。同時,書中的重點內容還專門配有操作視頻和程式源檔案,讀者用手機掃描書中二維碼即可觀看和下載,輔助學習書本內容。
本書可供從事西門子PLC技術學習和套用的人員使用,也可作為高等院校相關專業的教材。
圖書目錄
第1篇 基礎入門篇
第1章 可程式序控制器（PLC）基礎 2
1.1 概述 2
1.1.1 PLC 的發展歷史 2
1.1.2 PLC 的主要特點 3
1.1.3 PLC 的套用範圍 4
1.1.4 PLC 的分類與性能指標 4
1.1.5 PLC 與繼電器系統的比較 5
1.1.6 PLC 與微機的比較 5
1.1.7 PLC 的發展趨勢 6
1.1.8 國內PLC 的套用 6
1.2 PLC 的結構和工作原理 7
1.2.1 PLC 的硬體組成 7
1.2.2 PLC 的工作原理 11
1.2.3 PLC 的立即輸入、輸出功能 12
第2章 S7-1200 PLC 的硬體 13
2.1 S7-1200 PLC 概述 13
2.1.1 西門子PLC 簡介 13
2.1.2 S7-1200 PLC 的性能特點 14
2.2 S7-1200 PLC 常用模組及其接線 15
2.2.1 S7-1200 PLC 的CPU 模組及接線 16
2.2.2 S7-1200 PLC 數字量擴展模組及接線 21
2.2.3 S7-1200 PLC 模擬量模組 24
2.2.4 S7-1200 PLC 信號板及接線 30
2.2.5 S7-1200 PLC 通信模組 32
2.2.6 其他模組 34
2.3 S7-1200 PLC 的硬體安裝 34
2.3.1 安裝的預留空間 34
2.3.2 安裝CPU 模組 34
第3章 TIA 博途（Portal）軟體使用入門 36
3.1 TIA 博途（Portal）軟體簡介 36
3.1.1 初識TIA 博途（Portal）軟體 36
3.1.2 安裝TIA 博途軟體的軟硬體條件 38
3.1.3 安裝TIA 博途軟體的注意事項 39
3.1.4 安裝和卸載TIA 博途軟體 39
3.2 TIA Portal 視圖與項目視圖 45
3.2.1 TIA Portal 視圖結構 45
3.2.2 項目視圖 46
3.2.3 項目樹 48
3.3 創建和編輯項目 49
3.3.1 創建項目 49
3.3.2 添加設備 49
3.3.3 編輯項目（打開、保存、另外儲存為、關閉和刪除） 49
3.4 CPU 參數配置 54
3.4.1 常規 54
3.4.2 PROFINET 接口 55
3.4.3 啟動 60
3.4.4 循環 61
3.4.5 通信負載 61
3.4.6 系統和時鐘存儲器 61
3.4.7 DI 14/DQ 10 62
3.4.8 AI 2 63
3.4.9 保護與安全 63
3.4.10 連線資源 65
3.4.11 地址總覽 65
3.5 S7-1200 PLC 的I/O 參數配置 66
3.5.1 數字量輸入模組參數的配置 66
3.5.2 數字量輸出模組參數的配置 67
3.5.3 模擬量輸入模組參數的配置 68
3.5.4 模擬量輸出模組參數的配置 69
3.6 下載和上傳 70
3.6.1 下載 70
3.6.2 上傳 72
3.7 軟體編程 74
3.7.1 一個簡單程式的輸入和編譯 75
3.7.2 使用快捷鍵 79
3.8 列印和歸檔 79
3.8.1 列印 80
3.8.2 歸檔 81
3.9 用TIA 博途軟體創建一個完整的項目 82
3.10 使用幫助 88
3.10.1 查找關鍵字或者功能 88
3.10.2 使用指令 88
3.11 安裝支持包和GSD 檔案 90
3.11.1 安裝支持包 90
3.11.2 安裝GSD 檔案 92
第4章 S7-1200 PLC 的程式語言 94
4.1 S7-1200 PLC 的編程基礎知識 94
4.1.1 數制 94
4.1.2 數據類型 95
4.1.3 S7-1200 PLC 的存儲區 102
4.1.4 全局變數與區域變數 106
4.1.5 程式語言 106
4.2 變數表、監控表和強制表的套用 107
4.2.1 變數表（Tag Table） 107
4.2.2 監控表 111
4.2.3 強制表 114
4.3 位邏輯運算指令 115
4.4 定時器和計數器指令 126
4.4.1 IEC 定時器 126
4.4.2 IEC 計數器 136
4.5 移動操作指令 139
4.6 比較指令 144
4.7 轉換指令 148
4.8 數學函式指令 153
4.9 移位和循環指令 163
4.10 字邏輯運算指令 168
4.11 程式控制指令 171
4.12 實例 173
4.12.1 電動機的控制 173
4.12.2 定時器和計數器套用 180
第5章 S7-1200 PLC 的程式結構 186
5.1 TIA 博途軟體編程方法簡介 186
5.2 函式、數據塊和函式塊 187
5.2.1 塊的概述 187
5.2.2 函式（FC）及其套用 188
5.2.3 數據塊（DB）及其套用 193
5.2.4 PLC 定義數據類型（UDT）及其套用 196
5.2.5 函式塊（FB）及其套用 197
5.3 多重背景 203
5.3.1 多重背景的簡介 203
5.3.2 多重背景的套用 203
5.4 組織塊（OB）及其套用 209
5.4.1 中斷的概述 209
5.4.2 啟動組織塊及其套用 210
5.4.3 主程式（OB1） 210
5.4.4 循環中斷組織塊及其套用 210
5.4.5 時間中斷組織塊及其套用 213
5.4.6 延時中斷組織塊及其套用 215
5.4.7 硬體中斷組織塊及其套用 216
5.4.8 錯誤處理組織塊 217
5.5 實例 219
第6章 S7-1200 PLC 的編程方法與調試 223
6.1 功能圖 223
6.1.1 功能圖的畫法 223
6.1.2 梯形圖編程的原則 229
6.2 邏輯控制的梯形圖編程方法 230
6.2.1 經驗設計法 230
6.2.2 功能圖設計法 232
6.3 S7-1200 PLC 的調試方法 242
6.3.1 程式信息 242
6.3.2 交叉引用 244
6.3.3 比較功能 246
6.3.4 用變數表進行調試 248
6.3.5 用監控表進行調試 252
6.3.6 用強制表進行調試 256
6.3.7 使用PLCSIM 軟體進行調試 257
6.3.8 使用Trace 跟蹤變數 264
6.4 實例 267
第7章 西門子PLC 的SCL 編程 273
7.1 西門子PLC 的SCL 編程 273
7.1.1 SCL 簡介 273
7.1.2 SCL 程式編輯器 274
7.1.3 SCL 程式語言基礎 275
7.1.4 定址 281
7.1.5 控制語句 284
7.1.6 SCL 塊 287
7.2 SCL 套用舉例 289
第2篇 套用精通篇
第8章 S7-1200 PLC 的通信及其套用 298
8.1 通信基礎知識 298
8.1.1 通信的基本概念 298
8.1.2 PLC 網路的術語解釋 299
8.1.3 RS-485 標準串列接口 301
8.1.4 OSI 參考模型 302
8.2 現場匯流排概述 303
8.2.1 現場匯流排的概念 303
8.2.2 主流現場匯流排的簡介 303
8.2.3 現場匯流排的特點 304
8.2.4 現場匯流排的現狀 304
8.2.5 現場匯流排的發展 305
8.3 PROFIBUS 通信及其套用 305
8.3.1 PROFIBUS 通信概述 305
8.3.2 PROFIBUS 匯流排拓撲結構 307
8.3.3 S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 的PROFIBUS-DP 通信 309
8.3.4 S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 間的PROFIBUS-DP 通信 314
8.4 乙太網通信及其套用 321
8.4.1 乙太網通信基礎 321
8.4.2 S7-1200 PLC 的乙太網通信方式 324
8.4.3 S7-1200 PLC 之間的OUC 通信及其套用 324
8.4.4 S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的OUC 通信（TCP）及其套用 332
8.4.5 S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 之間的OUC 通信（UDP）及其套用 338
8.4.6 S7-1200 PLC 之間的S7 通信及其套用 347
8.4.7 S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的S7 通信及其套用 353
8.4.8 S7-1200 PLC 與遠程IO 模組的PROFINET IO 通信及其套用 358
8.4.9 S7-1200 PLC 之間的PROFINET IO 通信及其套用 364
8.4.10 S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的MODBUS TCP 通信及其套用 368
8.5 串列通信 377
8.5.1 S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 之間的Modbus RTU 通信 377
8.5.2 S7-1200 PLC 與SINAMICS G120變頻器之間的USS 通信 383
8.5.3 S7-1200 PLC 之間的自由口通信 391
第9章 S7-1200 PLC 的工藝功能及其套用 396
9.1 PLC 的高速計數器及其套用 396
9.1.1 高速計數器簡介 396
9.1.2 高速計數器的套用 399
9.2 PLC 在運動控制中的套用 406
9.2.1 運動控制簡介 406
9.2.2 伺服控制簡介 407
9.2.3 S7-1200 PLC 的運動控制功能 408
9.2.4 S7-1200 PLC 的運動控制指令 409
9.2.5 S7-1200 PLC 的運動控制實例 411
9.3 PWM 427
9.3.1 PWM 功能簡介 427
9.3.2 PWM 功能套用舉例 427
9.4 PLC 在過程控制中的套用 431
9.4.1 PID 控制原理簡介 431
9.4.2 PID 控制器的參數整定 433
9.4.3 PID 指令簡介 435
9.4.4 PID 控制套用 436
第10章 西門子人機界面（HMI）套用 447
10.1 人機界面簡介 447
10.1.1 初識人機界面 447
10.1.2 西門子常用觸控螢幕的產品簡介 447
10.1.3 觸控螢幕的通信連線 448
10.2 使用變數與系統函式 449
10.2.1 變數分類與創建 449
10.2.2 系統函式 450
