西門子S7-1200 PLC學習手冊：基于LAD和SCL編程

第1篇　基礎入門篇
第1章　可編程序控制器（PLC）基礎 2
　1.1　概述 2
　　1.1.1　PLC 的發(fā)展歷史 2
　　1.1.2　PLC 的主要特點 3
　　1.1.3　PLC 的應用范圍 4
　　1.1.4　PLC 的分類與性能指標 4
　　1.1.5　PLC 與繼電器系統(tǒng)的比較 5
　　1.1.6　PLC 與微機的比較 5
　　1.1.7　PLC 的發(fā)展趨勢 6
　　1.1.8　國內PLC 的應用 6
　1.2　PLC 的結構和工作原理 7
　　1.2.1　PLC 的硬件組成 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 的硬件 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 常用模塊及其接線 15
　　2.2.1　S7-1200 PLC 的CPU 模塊及接線 16
　　2.2.2　S7-1200 PLC 數字量擴展模塊及接線 21
　　2.2.3　S7-1200 PLC 模擬量模塊 24
　　2.2.4　S7-1200 PLC 信號板及接線 30
　　2.2.5　S7-1200 PLC 通信模塊 32
　　2.2.6　其他模塊 34
　2.3　S7-1200 PLC 的硬件安裝 34
　　2.3.1　安裝的預留空間 34
　　2.3.2　安裝CPU 模塊 34
第3章　TIA 博途（Portal）軟件使用入門 36
　3.1　TIA 博途（Portal）軟件簡介 36
　　3.1.1　初識TIA 博途（Portal）軟件 36
　　3.1.2　安裝TIA 博途軟件的軟硬件條件 38
　　3.1.3　安裝TIA 博途軟件的注意事項 39
　　3.1.4　安裝和卸載TIA 博途軟件 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(chuàng)建和編輯項目 49
　　3.3.1　創(chuàng)建項目 49
　　3.3.2　添加設備 49
　　3.3.3　編輯項目（打開、保存、另存為、關閉和刪除） 49
　3.4　CPU 參數配置 54
　　3.4.1　常規(guī) 54
　　3.4.2　PROFINET 接口 55
　　3.4.3　啟動 60
　　3.4.4　循環(huán) 61
　　3.4.5　通信負載 61
　　3.4.6　系統(tǒng)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　連接資源 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　數字量輸入模塊參數的配置 66
　　3.5.2　數字量輸出模塊參數的配置 67
　　3.5.3　模擬量輸入模塊參數的配置 68
　　3.5.4　模擬量輸出模塊參數的配置 69
　3.6　下載和上傳 70
　　3.6.1　下載 70
　　3.6.2　上傳 72
　3.7　軟件編程 74
　　3.7.1　一個簡單程序的輸入和編譯 75
　　3.7.2　使用快捷鍵 79
　3.8　打印和歸檔 79
　　3.8.1　打印 80
　　3.8.2　歸檔 81
　3.9　用TIA 博途軟件創(chuàng)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 文件 90
　　3.11.1　安裝支持包 90
　　3.11.2　安裝GSD 文件 92
第4章　S7-1200 PLC 的編程語言 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(qū) 102
　　4.1.4　全局變量與區(qū)域變量 106
　　4.1.5　編程語言 106
　4.2　變量表、監(jiān)控表和強制表的應用 107
　　4.2.1　變量表（Tag Table） 107
　　4.2.2　監(jiān)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　數學函數指令 153
　4.9　移位和循環(huán)指令 163
　4.10　字邏輯運算指令 168
　4.11　程序控制指令 171
　4.12　實例 173
　　4.12.1　電動機的控制 173
　　4.12.2　定時器和計數器應用 180
第5章　S7-1200 PLC 的程序結構 186
　5.1　TIA 博途軟件編程方法簡介 186
　5.2　函數、數據塊和函數塊 187
　　5.2.1　塊的概述 187
　　5.2.2　函數（FC）及其應用 188
　　5.2.3　數據塊（DB）及其應用 193
　　5.2.4　PLC 定義數據類型（UDT）及其應用 196
　　5.2.5　函數塊（FB）及其應用 197
　5.3　多重背景 203
　　5.3.1　多重背景的簡介 203
　　5.3.2　多重背景的應用 203
　5.4　組織塊（OB）及其應用 209
　　5.4.1　中斷的概述 209
　　5.4.2　啟動組織塊及其應用 210
　　5.4.3　主程序（OB1） 210
　　5.4.4　循環(huán)中斷組織塊及其應用 210
　　5.4.5　時間中斷組織塊及其應用 213
　　5.4.6　延時中斷組織塊及其應用 215
　　5.4.7　硬件中斷組織塊及其應用 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　程序信息 242
　　6.3.2　交叉引用 244
　　6.3.3　比較功能 246
　　6.3.4　用變量表進行調試 248
　　6.3.5　用監(jiān)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 軟件進行調試 257
　　6.3.8　使用Trace 跟蹤變量 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 程序編輯器 274
　　7.1.3　SCL 編程語言基礎 275
　　7.1.4　尋址 281
　　7.1.5　控制語句 284
　　7.1.6　SCL 塊 287
　7.2　SCL 應用舉例 289

第2篇　應用精通篇
第8章　S7-1200 PLC 的通信及其應用 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 網絡的術語解釋 299
　　8.1.3　RS-485 標準串行接口 301
　　8.1.4　OSI 參考模型 302
　8.2　現場總線概述 303
　　8.2.1　現場總線的概念 303
　　8.2.2　主流現場總線的簡介 303
　　8.2.3　現場總線的特點 304
　　8.2.4　現場總線的現狀 304
　　8.2.5　現場總線的發(fā)展 305
　8.3　PROFIBUS 通信及其應用 305
　　8.3.1　PROFIBUS 通信概述 305
　　8.3.2　PROFIBUS 總線拓撲結構 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　以太網通信及其應用 321
　　8.4.1　以太網通信基礎 321
　　8.4.2　S7-1200 PLC 的以太網通信方式 324
　　8.4.3　S7-1200 PLC 之間的OUC 通信及其應用 324
　　8.4.4　S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的OUC 通信（TCP）及其應用 332
　　8.4.5　S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 之間的OUC 通信（UDP）及其應用 338
　　8.4.6　S7-1200 PLC 之間的S7 通信及其應用 347
　　8.4.7　S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的S7 通信及其應用 353
　　8.4.8　S7-1200 PLC 與遠程IO 模塊的PROFINET IO 通信及其應用 358
　　8.4.9　S7-1200 PLC 之間的PROFINET IO 通信及其應用 364
　　8.4.10　S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的MODBUS TCP 通信及其應用 368
　8.5　串行通信 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 的工藝功能及其應用 396
　9.1　PLC 的高速計數器及其應用 396
　　9.1.1　高速計數器簡介 396
　　9.1.2　高速計數器的應用 399
　9.2　PLC 在運動控制中的應用 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 功能應用舉例 427
　9.4　PLC 在過程控制中的應用 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 控制應用 436
第10章　西門子人機界面（HMI）應用 447
　10.1　人機界面簡介 447
　　10.1.1　初識人機界面 447
　　10.1.2　西門子常用觸摸屏的產品簡介 447
　 10.1.3　觸摸屏的通信連接 448
　10.2　使用變量與系統(tǒng)函數 449
　　10.2.1　變量分類與創(chuàng)建 449
　　10.2.2　系統(tǒng)函數 450
　10.3　畫面組態(tài) 453
　　10.3.1　按鈕組態(tài) 453
　　10.3.2　I/O 域組態(tài) 455
　　10.3.3　開關組態(tài) 456
　　10.3.4　圖形輸入輸出對象組態(tài) 458
　　10.3.5　時鐘和日期的組態(tài) 459
　　10.3.6　符號I/O 域組態(tài) 460
　　10.3.7　圖形I/O 域組態(tài) 461
　　10.3.8　畫面的切換 463
　10.4　用戶管理 465
　　10.4.1　用戶管理的基本概念 465
　　10.4.2　用戶管理的配置 466
　10.5　報警組態(tài) 471
　　10.5.1　報警組態(tài)簡介 471
　　10.5.2　離散量報警組態(tài) 471
　10.6　創(chuàng)建一個簡單的HMI 項目 474
　　10.6.1　一個簡單的HMI 項目技術要求描述 474
　　10.6.2　一個簡單的HMI 項目創(chuàng)建步驟 474
第11章　S7-1200 PLC 的故障診斷技術 483
　11.1　PLC 控制系統(tǒng)的故障診斷概述 483
　　11.1.1　引發(fā)PLC 故障的外部因素 483
　　11.1.2　PLC 的故障類型和故障信息 484
　　11.1.3　PLC 故障診斷方法 485
　　11.1.4　PLC 外部故障診斷方法 485
　　11.1.5　S7-1200 PLC 診斷簡介 489
　11.2　通過模塊或通道的LED 燈診斷故障 490
　　11.2.1　通過CPU 模塊的LED 燈診斷故障 490
　　11.2.2　通過SM 模塊或者通道LED 燈診斷故障 491
　11.3　通過TIA 博途軟件的PG/PC 診斷故障 491
　11.4　通過PLC 的Web 服務器診斷故障 493
　11.5　通過用戶程序診斷故障 498
　　11.5.1　用LED 指令診斷故障 498
　　11.5.2　用DeviceStates 指令診斷故障 499
　　11.5.3　用ModuleStates 指令診斷故障 502
　11.6　在HMI 上通過調用診斷控件診斷故障 505
　11.7　通過自帶診斷功能的模塊診斷故障 507
　11.8　利用運動控制診斷面板診斷故障 510
　11.9　通過SIMATIC Automation Tool 診斷故障 511
11.9.1　SIMATIC Automation Tool 功能 511
　　11.9.2　SIMATIC Automation Tool 診斷故障 511
第12章　TIA 博途軟件的庫功能 514
　12.1　庫的概念 514
　12.2　項目庫類型的使用 515
　12.3　項目庫主模板的使用 517
　12.4　全局庫的使用 517
第13章　S7-1200 PLC 工程應用 520
　13.1　送料小車自動往復運動的PLC 控制 520
　　13.1.1　系統(tǒng)軟硬件配置 520
　　13.1.2　編寫程序 521
　13.2　啤酒灌裝線系統(tǒng)的PLC 控制 525
　　13.2.1　系統(tǒng)軟硬件配置 526
　　13.2.2　編寫程序 527
　13.3　刨床的PLC 控制 531
　　13.3.1　系統(tǒng)軟硬件配置 532
　　13.3.2　編寫程序 536
　13.4　定長剪切機PLC 控制 541
　　13.4.1　系統(tǒng)軟硬件配置 541
　　13.4.2　編寫程序 542

參考文獻 550