S7-1200 PLC编程及应用 第5版
定价：￥69.00
作者： 廖常初
出版时间：2026-04-18
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111797647
- 5-2
- 2026-04-18
- 434
内容简介
本书通过大量的例程和视频教程，深入浅出地介绍了S7-1200的硬件结构和硬件组态、编程软件和仿真软件的使用方法、指令应用、程序结构、SCL应用、多种通信网络和通信服务的组态与编程、故障诊断、精简系列面板的组态与仿真，以及PID控制器的参数整定方法和纯软件仿真，还介绍了易学易用的数字量控制系统的顺序控制编程方法。
本书根据 S7-1200 V4.6 版的硬件和 TIA 博途 V18 改写，详细介绍了S7-PLCSIM V18的使用方法，包括对各种中断事件和某些通信的仿真；增加了对网络控制系统故障诊断的仿真和用触摸屏的系统诊断视图诊断故障的仿真；还介绍了用S7-PLCSIM Advanced对OPC UA通信和Web服务器仿真的方法；增加了20个视频教程、10多个例程和3个实验指导书。
本书的网上配套资源提供了70多个视频教程、70多个例程和20多本用户手册，以及V18版的STEP 7、WinCC Unified和S7-PLCSIM。扫描正文中的二维码，可以观看指定的视频教程。本书配有电子课件和习题答案，需要的教师可登录www.cmpedu.com免费注册，审核通过后可下载，或联系编辑索取（微信：18515977506，电话：010-88379753）。
本书可以作为高校电类与机电类各专业的教材，也可供工程技术人员自学和参考。
本书根据 S7-1200 V4.6 版的硬件和 TIA 博途 V18 改写，详细介绍了S7-PLCSIM V18的使用方法，包括对各种中断事件和某些通信的仿真；增加了对网络控制系统故障诊断的仿真和用触摸屏的系统诊断视图诊断故障的仿真；还介绍了用S7-PLCSIM Advanced对OPC UA通信和Web服务器仿真的方法；增加了20个视频教程、10多个例程和3个实验指导书。
本书的网上配套资源提供了70多个视频教程、70多个例程和20多本用户手册，以及V18版的STEP 7、WinCC Unified和S7-PLCSIM。扫描正文中的二维码，可以观看指定的视频教程。本书配有电子课件和习题答案，需要的教师可登录www.cmpedu.com免费注册，审核通过后可下载，或联系编辑索取（微信：18515977506，电话：010-88379753）。
本书可以作为高校电类与机电类各专业的教材，也可供工程技术人员自学和参考。
目录
第1章 S7-1200的硬件与硬件组态 1
1.1 S7-1200的硬件 1
1.1.1 S7-1200的硬件结构 1
1.1.2 CPU模块 2
1.1.3 信号板与信号模块 5
1.1.4 集成的通信接口与通信模块 7
1.2 TIA博途与仿真软件的安装 8
1.3 TIA博途使用入门与硬件组态 10
1.3.1 项目视图的结构 10
1.3.2 创建项目与组态硬件 13
1.3.3 信号模块与信号板的参数设置 16
1.3.4 CPU模块的参数设置 20
1.4 习题 23
第2章 S7-1200程序设计基础 24
2.1 S7-1200的编程语言 24
2.2 PLC的工作原理与用户程序结构简介 25
2.2.1 逻辑运算 25
2.2.2 用户程序结构简介 27
2.2.3 PLC的工作过程 28
2.3 数据类型与系统存储器区 30
2.3.1 物理存储器 30
2.3.2 数制、编码与基本数据类型 33
2.3.3 全局数据块与复杂数据类型 37
2.3.4 其他数据类型 39
2.3.5 系统存储器区 41
2.4 编写用户程序与使用变量表 43
2.4.1 编写用户程序 43
2.4.2 使用变量表与帮助功能 46
2.5 用户程序的下载与仿真 49
2.5.1 下载与上传用户程序 49
2.5.2 用户程序的仿真调试 54
2.6 用STEP 7调试程序 57
2.6.1 用程序状态调试程序 58
2.6.2 用监控表监控与强制变量 59
2.7 习题 62
第3章 S7-1200的指令 64
3.1 位逻辑指令 64
3.2 定时器指令与计数器指令 69
3.2.1 定时器指令 69
3.2.2 计数器指令 73
3.3 数据处理指令 75
3.3.1 比较操作指令 75
3.3.2 使能输入与使能输出 76
3.3.3 转换操作指令 77
3.3.4 移动操作指令 79
3.3.5 移位指令与循环移位指令 81
3.4 数学运算指令 83
3.4.1 数学函数指令 83
3.4.2 字逻辑运算指令 86
3.5 其他指令 87
3.5.1 程序控制指令 87
3.5.2 日期和时间指令 89
3.5.3 字符串与字符指令 90
3.6 高速脉冲输出与高速计数器 92
3.6.1 高速脉冲输出 92
3.6.2 高速计数器 93
3.6.3 高速脉冲输出与高速计数器实验 96
3.6.4 用高速计数器测量频率的实验 99
3.7 习题 100
第4章 S7-1200的用户程序结构 102
4.1 函数与函数块 102
4.1.1 生成与调用函数 102
4.1.2 生成与调用函数块 105
4.1.3 多重背景 108
4.2 数据类型转换与间接寻址 110
4.2.1 数据类型转换 110
4.2.2 间接寻址 111
4.3 中断事件与中断组织块 113
4.3.1 事件与组织块 113
4.3.2 程序循环、启动与循环中断组织块 114
4.3.3 时间中断组织块 116
4.3.4 硬件中断组织块 117
4.3.5 用事件仿真功能调试硬件中断程序 119
4.3.6 中断连接指令与中断分离指令 120
4.3.7 延时中断组织块 121
4.4 交叉引用表与程序信息 124
4.4.1 交叉引用表 124
4.4.2 分配列表 125
4.4.3 调用结构、从属性结构与资源 127
4.5 习题 128
第5章 顺序控制设计法与SCL编程语言 130
5.1 梯形图的经验设计法 130
5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 134
5.2.1 顺序功能图的基本元件 134
5.2.2 顺序功能图的基本结构 137
5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则 139
5.3 使用置位/复位指令的顺序控制梯形图设计方法 140
5.3.1 单序列的编程方法 140
5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 143
5.3.3 专用钻床的顺序控制程序设计 144
5.4 SCL编程语言 148
5.4.1 SCL程序编辑器 148
5.4.2 SCL基础知识 149
5.4.3 SCL程序控制指令 152
5.4.4 SCL的间接寻址 157
5.4.5 SCL应用举例 160
5.5 习题 162
第6章 S7-1200的通信与故障诊断 165
6.1 网络通信基础 165
6.1.1 串行通信概述 165
6.1.2 开放系统互连模型 166
6.1.3 SIMATIC通信网络 167
6.2 PROFINET IO与PROFIBUS-DP网络通信 168
6.2.1 S7-1200作IO控制器 168
6.2.2 S7-1200作智能IO设备 170
6.2.3 PROFIBUS-DP网络通信 173
6.3 基于以太网的开放式用户通信 174
6.3.1 ISO-on-TCP和TCP通信 174
6.3.2 UDP通信 179
6.3.3 S7-1200与其他S7 PLC之间的开放式用户通信 181
6.4 S7通信 183
6.4.1 S7-1200/1500之间的单向S7通信 183
6.4.2 S7-1200与其他S7 PLC之间的S7通信 185
6.5 OPC UA通信 187
6.5.1 组态OPC UA通信的服务器 187
6.5.2 非安全通信方式访问OPC UA服务器 189
6.5.3 安全通信方式访问OPC UA服务器 193
6.6 点对点通信的组态与编程 195
6.7 Modbus协议通信 197
6.7.1 Modbus RTU主站的编程 197
6.7.2 Modbus RTU从站的编程与通信实验 200
6.7.3 Modbus TCP通信 201
6.8 S7-1200与变频器的USS协议通信 204
6.8.1 硬件接线与变频器参数设置 204
6.8.2 S7-1200的组态与编程 206
6.8.3 S7-1200与变频器通信的实验 208
6.9 控制系统的故障诊断 209
6.9.1 与故障诊断有关的中断组织块 209
6.9.2 S7-1200 CPU的故障诊断 210
6.9.3 网络控制系统故障诊断的仿真实验 213
6.9.4 用S7-1200内置的Web服务器诊断故障 218
6.10 习题 221
第7章 精简系列面板的组态与应用 222
7.1 精简系列面板 222
7.2 精简系列面板的画面组态 224
7.2.1 画面组态的准备工作 224
7.2.2 组态指示灯与按钮 226
7.2.3 组态文本域与I/O域 229
7.3 人机界面的仿真与运行 231
7.3.1 PLC与HMI的集成仿真 231
7.3.2 用系统诊断视图诊断故障的仿真实验 234
7.3.3 HMI与PLC通信的组态与操作 236
7.4 习题 239
第8章 S7-1200在模拟量闭环控制中的应用 240
8.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令 240
8.1.1 模拟量闭环控制系统 240
8.1.2 PID_Compact指令的算法与参数 242
8.1.3 PID_Compact指令的组态与调试 243
8.2 PID参数的物理意义与手动整定方法 246
8.2.1 PID参数的物理意义 246
8.2.2 PID参数的手动整定方法 248
8.2.3 PID参数的手动整定实验 249
8.3 PID参数自整定 251
8.4 习题 254
附录 255
附录A 实验指导书 255
A.1 TIA博途应用实验 255
A.2 硬件组态实验 255
A.3 位逻辑指令应用实验 256
A.4 定时器、计数器应用实验 256
A.5 数据处理指令应用实验 257
A.6 数学运算指令应用实验 258
A.7 程序控制指令应用实验 258
A.8 日期和时间指令应用实验 258
A.9 高速计数器与高速脉冲输出应用实验 259
A.10 函数与函数块应用实验 259
A.11 多重背景应用实验 260
A.12 间接寻址应用实验 260
A.13 循环中断实验 260
A.14 时间中断实验 261
A.15 硬件中断实验 261
A.16 延时中断实验 262
A.17 顺序控制程序的编程与调试实验 262
A.18 专用钻床顺序控制程序的调试实验 262
A.19 SCL程序控制指令应用实验 263
A.20 PROFINET通信实验 263
A.21 开放式用户通信实验 264
A.22 S7通信实验 264
A.23 非安全的OPC UA通信的仿真实验 265
A.24 安全的OPC UA通信的仿真实验 265
A.25 S7-1200 CPU故障诊断实验 266
A.26 网络控制系统故障诊断实验 266
A.27 网络控制系统故障诊断的仿真实验 267
A.28 PLC与触摸屏的集成仿真实验 267
A.29 硬件PLC与仿真触摸屏的通信实验 268
A.30 用触摸屏的系统诊断视图诊断故障的实验 268
A.31 PID控制器参数手动整定实验 269
A.32 PID控制器参数自动整定实验 269
附录B 配套资源简介 270
参考文献 272
1.1 S7-1200的硬件 1
1.1.1 S7-1200的硬件结构 1
1.1.2 CPU模块 2
1.1.3 信号板与信号模块 5
1.1.4 集成的通信接口与通信模块 7
1.2 TIA博途与仿真软件的安装 8
1.3 TIA博途使用入门与硬件组态 10
1.3.1 项目视图的结构 10
1.3.2 创建项目与组态硬件 13
1.3.3 信号模块与信号板的参数设置 16
1.3.4 CPU模块的参数设置 20
1.4 习题 23
第2章 S7-1200程序设计基础 24
2.1 S7-1200的编程语言 24
2.2 PLC的工作原理与用户程序结构简介 25
2.2.1 逻辑运算 25
2.2.2 用户程序结构简介 27
2.2.3 PLC的工作过程 28
2.3 数据类型与系统存储器区 30
2.3.1 物理存储器 30
2.3.2 数制、编码与基本数据类型 33
2.3.3 全局数据块与复杂数据类型 37
2.3.4 其他数据类型 39
2.3.5 系统存储器区 41
2.4 编写用户程序与使用变量表 43
2.4.1 编写用户程序 43
2.4.2 使用变量表与帮助功能 46
2.5 用户程序的下载与仿真 49
2.5.1 下载与上传用户程序 49
2.5.2 用户程序的仿真调试 54
2.6 用STEP 7调试程序 57
2.6.1 用程序状态调试程序 58
2.6.2 用监控表监控与强制变量 59
2.7 习题 62
第3章 S7-1200的指令 64
3.1 位逻辑指令 64
3.2 定时器指令与计数器指令 69
3.2.1 定时器指令 69
3.2.2 计数器指令 73
3.3 数据处理指令 75
3.3.1 比较操作指令 75
3.3.2 使能输入与使能输出 76
3.3.3 转换操作指令 77
3.3.4 移动操作指令 79
3.3.5 移位指令与循环移位指令 81
3.4 数学运算指令 83
3.4.1 数学函数指令 83
3.4.2 字逻辑运算指令 86
3.5 其他指令 87
3.5.1 程序控制指令 87
3.5.2 日期和时间指令 89
3.5.3 字符串与字符指令 90
3.6 高速脉冲输出与高速计数器 92
3.6.1 高速脉冲输出 92
3.6.2 高速计数器 93
3.6.3 高速脉冲输出与高速计数器实验 96
3.6.4 用高速计数器测量频率的实验 99
3.7 习题 100
第4章 S7-1200的用户程序结构 102
4.1 函数与函数块 102
4.1.1 生成与调用函数 102
4.1.2 生成与调用函数块 105
4.1.3 多重背景 108
4.2 数据类型转换与间接寻址 110
4.2.1 数据类型转换 110
4.2.2 间接寻址 111
4.3 中断事件与中断组织块 113
4.3.1 事件与组织块 113
4.3.2 程序循环、启动与循环中断组织块 114
4.3.3 时间中断组织块 116
4.3.4 硬件中断组织块 117
4.3.5 用事件仿真功能调试硬件中断程序 119
4.3.6 中断连接指令与中断分离指令 120
4.3.7 延时中断组织块 121
4.4 交叉引用表与程序信息 124
4.4.1 交叉引用表 124
4.4.2 分配列表 125
4.4.3 调用结构、从属性结构与资源 127
4.5 习题 128
第5章 顺序控制设计法与SCL编程语言 130
5.1 梯形图的经验设计法 130
5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 134
5.2.1 顺序功能图的基本元件 134
5.2.2 顺序功能图的基本结构 137
5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则 139
5.3 使用置位/复位指令的顺序控制梯形图设计方法 140
5.3.1 单序列的编程方法 140
5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 143
5.3.3 专用钻床的顺序控制程序设计 144
5.4 SCL编程语言 148
5.4.1 SCL程序编辑器 148
5.4.2 SCL基础知识 149
5.4.3 SCL程序控制指令 152
5.4.4 SCL的间接寻址 157
5.4.5 SCL应用举例 160
5.5 习题 162
第6章 S7-1200的通信与故障诊断 165
6.1 网络通信基础 165
6.1.1 串行通信概述 165
6.1.2 开放系统互连模型 166
6.1.3 SIMATIC通信网络 167
6.2 PROFINET IO与PROFIBUS-DP网络通信 168
6.2.1 S7-1200作IO控制器 168
6.2.2 S7-1200作智能IO设备 170
6.2.3 PROFIBUS-DP网络通信 173
6.3 基于以太网的开放式用户通信 174
6.3.1 ISO-on-TCP和TCP通信 174
6.3.2 UDP通信 179
6.3.3 S7-1200与其他S7 PLC之间的开放式用户通信 181
6.4 S7通信 183
6.4.1 S7-1200/1500之间的单向S7通信 183
6.4.2 S7-1200与其他S7 PLC之间的S7通信 185
6.5 OPC UA通信 187
6.5.1 组态OPC UA通信的服务器 187
6.5.2 非安全通信方式访问OPC UA服务器 189
6.5.3 安全通信方式访问OPC UA服务器 193
6.6 点对点通信的组态与编程 195
6.7 Modbus协议通信 197
6.7.1 Modbus RTU主站的编程 197
6.7.2 Modbus RTU从站的编程与通信实验 200
6.7.3 Modbus TCP通信 201
6.8 S7-1200与变频器的USS协议通信 204
6.8.1 硬件接线与变频器参数设置 204
6.8.2 S7-1200的组态与编程 206
6.8.3 S7-1200与变频器通信的实验 208
6.9 控制系统的故障诊断 209
6.9.1 与故障诊断有关的中断组织块 209
6.9.2 S7-1200 CPU的故障诊断 210
6.9.3 网络控制系统故障诊断的仿真实验 213
6.9.4 用S7-1200内置的Web服务器诊断故障 218
6.10 习题 221
第7章 精简系列面板的组态与应用 222
7.1 精简系列面板 222
7.2 精简系列面板的画面组态 224
7.2.1 画面组态的准备工作 224
7.2.2 组态指示灯与按钮 226
7.2.3 组态文本域与I/O域 229
7.3 人机界面的仿真与运行 231
7.3.1 PLC与HMI的集成仿真 231
7.3.2 用系统诊断视图诊断故障的仿真实验 234
7.3.3 HMI与PLC通信的组态与操作 236
7.4 习题 239
第8章 S7-1200在模拟量闭环控制中的应用 240
8.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令 240
8.1.1 模拟量闭环控制系统 240
8.1.2 PID_Compact指令的算法与参数 242
8.1.3 PID_Compact指令的组态与调试 243
8.2 PID参数的物理意义与手动整定方法 246
8.2.1 PID参数的物理意义 246
8.2.2 PID参数的手动整定方法 248
8.2.3 PID参数的手动整定实验 249
8.3 PID参数自整定 251
8.4 习题 254
附录 255
附录A 实验指导书 255
A.1 TIA博途应用实验 255
A.2 硬件组态实验 255
A.3 位逻辑指令应用实验 256
A.4 定时器、计数器应用实验 256
A.5 数据处理指令应用实验 257
A.6 数学运算指令应用实验 258
A.7 程序控制指令应用实验 258
A.8 日期和时间指令应用实验 258
A.9 高速计数器与高速脉冲输出应用实验 259
A.10 函数与函数块应用实验 259
A.11 多重背景应用实验 260
A.12 间接寻址应用实验 260
A.13 循环中断实验 260
A.14 时间中断实验 261
A.15 硬件中断实验 261
A.16 延时中断实验 262
A.17 顺序控制程序的编程与调试实验 262
A.18 专用钻床顺序控制程序的调试实验 262
A.19 SCL程序控制指令应用实验 263
A.20 PROFINET通信实验 263
A.21 开放式用户通信实验 264
A.22 S7通信实验 264
A.23 非安全的OPC UA通信的仿真实验 265
A.24 安全的OPC UA通信的仿真实验 265
A.25 S7-1200 CPU故障诊断实验 266
A.26 网络控制系统故障诊断实验 266
A.27 网络控制系统故障诊断的仿真实验 267
A.28 PLC与触摸屏的集成仿真实验 267
A.29 硬件PLC与仿真触摸屏的通信实验 268
A.30 用触摸屏的系统诊断视图诊断故障的实验 268
A.31 PID控制器参数手动整定实验 269
A.32 PID控制器参数自动整定实验 269
附录B 配套资源简介 270
参考文献 272
