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《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》全面系统介绍了西门子S7-1200PLC技术和TIA博途软件的使用，主要特点如下：
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内容简介

《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》从基础和实用出发,全面系统介绍了西门子S7-1200PLC编程及应用。《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》内容共分两部分:第一部分为基础入门篇,主要介绍西门子S7-1200的硬件和接线、TIA博途软件的使用、PLC的编程语言、程序结构、编程方法与调试;第二部分为应用精通篇,包括西门子S7-1200PLC的通信及其应用、工艺功能及其应用、西门子人机界面(HMI)应用、PLC的故障诊断技术和工程应用等。
《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》内容全面丰富,重点突出,强调知识的实用性。为便于读者更深入理解并掌握西门子S7-1200PLC的编程及应用,《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》配有大量实用案例,且实例都有详细的软硬件配置清单,并配有接线图和程序,读者可以模仿学习。同时,书中的重点内容还专门配有操作视频和程序源文件,读者用手机扫描书中二维码即可观看和下载,辅助学习书本内容。
《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》可供从事西门子PLC技术学习和应用的人员使用,也可作为高等院校相关专业的教材。

目录

第1篇　基础入门篇
第1章　可编程序控制器（PLC）基础2
　1.1　概述2
　　1.1.1　PLC的发展历史2
　　1.1.2　PLC的主要特点3
　　1.1.3　PLC的应用范围4
　　1.1.4　PLC的分类与性能指标4
　　1.1.5　PLC与继电器系统的比较5
　　1.1.6　PLC与微机的比较5
　　1.1.7　PLC的发展趋势6
　　1.1.8　国内PLC的应用6
　1.2　PLC的结构和工作原理7
　　1.2.1　PLC的硬件组成7
　　1.2.2　PLC的工作原理11
　　1.2.3　PLC的立即输入、输出功能12
第2章　S7-1200PLC的硬件13
　2.1　S7-1200PLC概述13
　　2.1.1　西门子PLC简介13
　　2.1.2　S7-1200PLC的性能特点14
　2.2　S7-1200PLC常用模块及其接线15
　　2.2.1　S7-1200PLC的CPU模块及接线16
　　2.2.2　S7-1200PLC数字量扩展模块及接线21
　　2.2.3　S7-1200PLC模拟量模块24
　　2.2.4　S7-1200PLC信号板及接线30
　　2.2.5　S7-1200PLC通信模块32
　　2.2.6　其他模块34
　2.3　S7-1200PLC的硬件安装34
　　2.3.1　安装的预留空间34
　　2.3.2　安装CPU模块34
第3章　TIA博途（Portal）软件使用入门36
　3.1　TIA博途（Portal）软件简介36
　　3.1.1　初识TIA博途（Portal）软件36
　　3.1.2　安装TIA博途软件的软硬件条件38
　　3.1.3　安装TIA博途软件的注意事项39
　　3.1.4　安装和卸载TIA博途软件39
　3.2　TIAPortal视图与项目视图45
　3.2.1　TIAPortal视图结构45
　　3.2.2　项目视图46
　　3.2.3　项目树48
　3.3　创建和编辑项目49
　　3.3.1　创建项目49
　　3.3.2　添加设备49
　　3.3.3　编辑项目（打开、保存、另存为、关闭和删除）49
　3.4　CPU参数配置54
　　3.4.1　常规54
　　3.4.2　PROFINET接口55
　　3.4.3　启动60
　　3.4.4　循环61
　　3.4.5　通信负载61
　　3.4.6　系统和时钟存储器61
　　3.4.7　DI14/DQ1062
　　3.4.8　AI263
　　3.4.9　保护与安全63
　　3.4.10　连接资源65
　　3.4.11　地址总览65
　3.5　S7-1200PLC的I/O参数配置66
　　3.5.1　数字量输入模块参数的配置66
　　3.5.2　数字量输出模块参数的配置67
　　3.5.3　模拟量输入模块参数的配置68
　　3.5.4　模拟量输出模块参数的配置69
　3.6　下载和上传70
　　3.6.1　下载70
　　3.6.2　上传72
　3.7　软件编程74
　　3.7.1　一个简单程序的输入和编译75
　　3.7.2　使用快捷键79
　3.8　打印和归档79
　　3.8.1　打印80
　　3.8.2　归档81
　3.9　用TIA博途软件创建一个完整的项目82
　3.10　使用帮助88
　　3.10.1　查找关键字或者功能88
　　3.10.2　使用指令88
　3.11　安装支持包和GSD文件90
　　3.11.1　安装支持包90
　　3.11.2　安装GSD文件92
第4章　S7-1200PLC的编程语言94
　4.1　S7-1200PLC的编程基础知识94
　4.1.1　数制94
　　4.1.2　数据类型95
　　4.1.3　S7-1200PLC的存储区102
　　4.1.4　全局变量与区域变量106
　　4.1.5　编程语言106
　4.2　变量表、监控表和强制表的应用107
　　4.2.1　变量表（TagTable）107
　　4.2.2　监控表111
　　4.2.3　强制表114
　4.3　位逻辑运算指令115
　4.4　定时器和计数器指令126
　　4.4.1　IEC定时器126
　　4.4.2　IEC计数器136
　4.5　移动操作指令139
　4.6　比较指令144
　4.7　转换指令148
　4.8　数学函数指令153
　4.9　移位和循环指令163
　4.10　字逻辑运算指令168
　4.11　程序控制指令171
　4.12　实例173
　　4.12.1　电动机的控制173
　　4.12.2　定时器和计数器应用180
第5章　S7-1200PLC的程序结构186
　5.1　TIA博途软件编程方法简介186
　5.2　函数、数据块和函数块187
　　5.2.1　块的概述187
　　5.2.2　函数（FC）及其应用188
　　5.2.3　数据块（DB）及其应用193
　　5.2.4　PLC定义数据类型（UDT）及其应用196
　　5.2.5　函数块（FB）及其应用197
　5.3　多重背景203
　　5.3.1　多重背景的简介203
　　5.3.2　多重背景的应用203
　5.4　组织块（OB）及其应用209
　　5.4.1　中断的概述209
　　5.4.2　启动组织块及其应用210
　　5.4.3　主程序（OB1）210
　　5.4.4　循环中断组织块及其应用210
　　5.4.5　时间中断组织块及其应用213
　　5.4.6　延时中断组织块及其应用215
　　5.4.7　硬件中断组织块及其应用216
　5.4.8　错误处理组织块217
　5.5　实例219
第6章　S7-1200PLC的编程方法与调试223
　6.1　功能图223
　　6.1.1　功能图的画法223
　　6.1.2　梯形图编程的原则229
　6.2　逻辑控制的梯形图编程方法230
　　6.2.1　经验设计法230
　　6.2.2　功能图设计法232
　6.3　S7-1200PLC的调试方法242
　　6.3.1　程序信息242
　　6.3.2　交叉引用244
　　6.3.3　比较功能246
　　6.3.4　用变量表进行调试248
　　6.3.5　用监控表进行调试252
　　6.3.6　用强制表进行调试256
　　6.3.7　使用PLCSIM软件进行调试257
　　6.3.8　使用Trace跟踪变量264
　6.4　实例267
第7章　西门子PLC的SCL编程273
　7.1　西门子PLC的SCL编程273
　　7.1.1　SCL简介273
　　7.1.2　SCL程序编辑器274
　　7.1.3　SCL编程语言基础275
　　7.1.4　寻址281
　　7.1.5　控制语句284
　　7.1.6　SCL块287
　7.2　SCL应用举例289

第2篇　应用精通篇
第8章　S7-1200PLC的通信及其应用298
　8.1　通信基础知识298
　　8.1.1　通信的基本概念298
　　8.1.2　PLC网络的术语解释299
　　8.1.3　RS-485标准串行接口301
　　8.1.4　OSI参考模型302
　8.2　现场总线概述303
　　8.2.1　现场总线的概念303
　　8.2.2　主流现场总线的简介303
　　8.2.3　现场总线的特点304
　　8.2.4　现场总线的现状304
　　8.2.5　现场总线的发展305
　8.3　PROFIBUS通信及其应用305
　　8.3.1　PROFIBUS通信概述305
　　8.3.2　PROFIBUS总线拓扑结构307
　　8.3.3　S7-1500PLC与S7-1200PLC的PROFIBUS-DP通信309
　　8.3.4　S7-1200PLC与S7-1200PLC间的PROFIBUS-DP通信314
　8.4　以太网通信及其应用321
　　8.4.1　以太网通信基础321
　　8.4.2　S7-1200PLC的以太网通信方式324
　　8.4.3　S7-1200PLC之间的OUC通信及其应用324
　　8.4.4　S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的OUC通信（TCP）及其应用332
　　8.4.5　S7-1200PLC与S7-1200PLC之间的OUC通信（UDP）及其应用338
　　8.4.6　S7-1200PLC之间的S7通信及其应用347
　　8.4.7　S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的S7通信及其应用353
　　8.4.8　S7-1200PLC与远程IO模块的PROFINETIO通信及其应用358
　　8.4.9　S7-1200PLC之间的PROFINETIO通信及其应用364
　　8.4.10　S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的MODBUSTCP通信及其应用368
　8.5　串行通信377
　　8.5.1　S7-1200PLC与S7-1200PLC之间的ModbusRTU通信377
　　8.5.2　S7-1200PLC与SINAMICSG120变频器之间的USS通信383
　　8.5.3　S7-1200PLC之间的自由口通信391
第9章　S7-1200PLC的工艺功能及其应用396
　9.1　PLC的高速计数器及其应用396
　　9.1.1　高速计数器简介396
　　9.1.2　高速计数器的应用399
　9.2　PLC在运动控制中的应用406
　　9.2.1　运动控制简介406
　　9.2.2　伺服控制简介407
　　9.2.3　S7-1200PLC的运动控制功能408
　　9.2.4　S7-1200PLC的运动控制指令409
　　9.2.5　S7-1200PLC的运动控制实例411
　9.3　PWM427
　　9.3.1　PWM功能简介427
　　9.3.2　PWM功能应用举例427
　9.4　PLC在过程控制中的应用431
　　9.4.1　PID控制原理简介431
　　9.4.2　PID控制器的参数整定433
　　9.4.3　PID指令简介435
　　9.4.4　PID控制应用436
第10章　西门子人机界面（HMI）应用447
　10.1　人机界面简介447
　　10.1.1　初识人机界面447
　　10.1.2　西门子常用触摸屏的产品简介447
　10.1.3　触摸屏的通信连接448
　10.2　使用变量与系统函数449
　　10.2.1　变量分类与创建449
　　10.2.2　系统函数450
　10.3　画面组态453
　　10.3.1　按钮组态453
　　10.3.2　I/O域组态455
　　10.3.3　开关组态456
　　10.3.4　图形输入输出对象组态458
　　10.3.5　时钟和日期的组态459
　　10.3.6　符号I/O域组态460
　　10.3.7　图形I/O域组态461
　　10.3.8　画面的切换463
　10.4　用户管理465
　　10.4.1　用户管理的基本概念465
　　10.4.2　用户管理的配置466
　10.5　报警组态471
　　10.5.1　报警组态简介471
　　10.5.2　离散量报警组态471
　10.6　创建一个简单的HMI项目474
　　10.6.1　一个简单的HMI项目技术要求描述474
　　10.6.2　一个简单的HMI项目创建步骤474
第11章　S7-1200PLC的故障诊断技术483
　11.1　PLC控制系统的故障诊断概述483
　　11.1.1　引发PLC故障的外部因素483
　　11.1.2　PLC的故障类型和故障信息484
　　11.1.3　PLC故障诊断方法485
　　11.1.4　PLC外部故障诊断方法485
　　11.1.5　S7-1200PLC诊断简介489
　11.2　通过模块或通道的LED灯诊断故障490
　　11.2.1　通过CPU模块的LED灯诊断故障490
　　11.2.2　通过SM模块或者通道LED灯诊断故障491
　11.3　通过TIA博途软件的PG/PC诊断故障491
　11.4　通过PLC的Web服务器诊断故障493
　11.5　通过用户程序诊断故障498
　　11.5.1　用LED指令诊断故障498
　　11.5.2　用DeviceStates指令诊断故障499
　　11.5.3　用ModuleStates指令诊断故障502
　11.6　在HMI上通过调用诊断控件诊断故障505
　11.7　通过自带诊断功能的模块诊断故障507
　11.8　利用运动控制诊断面板诊断故障510
　11.9　通过SIMATICAutomationTool诊断故障511
11.9.1　SIMATICAutomationTool功能511
　　11.9.2　SIMATICAutomationTool诊断故障511
第12章　TIA博途软件的库功能514
　12.1　库的概念514
　12.2　项目库类型的使用515
　12.3　项目库主模板的使用517
　12.4　全局库的使用517
第13章　S7-1200PLC工程应用520
　13.1　送料小车自动往复运动的PLC控制520
　　13.1.1　系统软硬件配置520
　　13.1.2　编写程序521
　13.2　啤酒灌装线系统的PLC控制525
　　13.2.1　系统软硬件配置526
　　13.2.2　编写程序527
　13.3　刨床的PLC控制531
　　13.3.1　系统软硬件配置532
　　13.3.2　编写程序536
　13.4　定长剪切机PLC控制541
　　13.4.1　系统软硬件配置541
　　13.4.2　编写程序542

参考文献550

前言/序言

随着计算机技术的发展,以可编程控制器、变频器调速、计算机通信和组态软件等技术为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器电气控制系统,并广泛应用于各行业。德国的西门子(SIEMENS)公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商之一,其生产的SIMATIC(西门子自动化)可编程控制器(PLC)在欧洲处于领先地位。西门子PLC具有卓越的性能,因此在工控市场占有非常大的份额,应用十分广泛。S7-1200PLC是西门子公司2009年推出的一款功能较强的小型PLC,除了包含许多创新技术外,还设定了新标准,极大地提高了工程效率。
西门子S7-1200PLC技术相对比较复杂,要想入门并熟练掌握PLC应用技术,对技术人员来说相对比较困难。为帮助读者系统掌握S7-1200PLC编程及实际应用,我们在总结长期的教学经验和工程实践的基础上,联合相关企业人员,共同编写了《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》。
在编写过程中,除了全面系统介绍西门子PLC技术的基础知识外,还结合实际应用,将一些生动的操作实例融入到书中,以提高读者的学习兴趣。《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》具有以下特点。
(1)内容由浅入深、由基础到应用,理论联系实际,既适合初学者学习使用,也适合有一定技术基础的读者结合书中大量实例深入学习西门子S7-1200PLC工程应用。
(2)用实例引导读者学习。书中大部分章节采用精选的例子讲解。例如,用例子说明现场总线通信实现的全过程。实例包含软硬件配置清单、接线图和程序,而且为确保程序的正确性,程序已经在PLC上运行通过。
(3)二维码视频学习。对于比较复杂的例子均配有学习资源,包括视频和程序源代码,读者用手机扫描书中二维码即可观看相关视频(视频为案例的操作步骤演示,音频解说,只为辅助学习使用),同时,读者可以扫描二维码下载书中所讲案例的程序源代码,对学习书本内容起到辅助作用。
《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》由向晓汉主编,《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》共分13章。第1章由杜华敏编写;第2章由锡雷华科技有限公司的欧阳思惠和陆彬编写;第3章由锡雪浪环保科技有限公司的刘摇摇编写;第4、5和8章由锡职业技术学院的向晓汉编写;第6章由锡雪浪环保科技有限公司的王飞飞编写;第7章由锡雪浪环保科技有限公司的曹英强编写;第9章由锡职业技术学院的董艳梅编写;第10章和11章由桂林电子科技大学的向定汉编写;第12章由苏高峰编写;第13章由锡职业技术学院的华旭奋编写。付东升和唐克彬等也参与了《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》部分章节的编写工作。《西门子S7-1200 PLC学习手册——基于LAD和SCL编程》由锡职业技术学院的林伟任主审。
由于编者水平有限,不足之处在所难免,敬请读者批评指正,编者将万分感激!
编者

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