S7-1200/1500 PLC应用技术 第3版
定价：￥89.00
作者： 廖常初
出版时间：2026-06-17
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111806424
- 3-1
- 2026-06-17
- 532
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S7-1200/1500 PLC的硬件与硬件组态、编程软件和仿真软件的使用方法、指令应用、程序结构、S7-Graph和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开关量控制系统的顺序控制编程方法。
本书根据S7-1200/1500 PLC当前最新的硬件和TIA博途V18版改写，详细介绍了仿真软件S7-PLCSIM V18的使用方法，与第2版相比，本书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服务器的仿真；增加了20个视频教程和几个例程。
本书的配套资源提供了80多个视频教程、90多个例程、大量的用户手册，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。
本书注重实际，强调应用，主要供工程技术人员使用，对S7-1200/ 1500 PLC的用户也有很大的参考价值。
本书根据S7-1200/1500 PLC当前最新的硬件和TIA博途V18版改写，详细介绍了仿真软件S7-PLCSIM V18的使用方法，与第2版相比，本书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服务器的仿真；增加了20个视频教程和几个例程。
本书的配套资源提供了80多个视频教程、90多个例程、大量的用户手册，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。
本书注重实际，强调应用，主要供工程技术人员使用，对S7-1200/ 1500 PLC的用户也有很大的参考价值。
目录
前言
第1章 S7-1200/1500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 S7-1500的硬件 8
1.2.1 CPU模块 8
1.2.2 CPU的前面板 13
1.2.3 信号模块 14
1.2.4 工艺模块与通信模块 15
1.3 分布式I/O 17
1.3.1 ET 200SP分布式I/O 17
1.3.2 其他分布式I/O 19
1.4 TIA博途与仿真软件的安装 20
1.5 TIA博途使用入门 22
1.6 S7-1200/1500 CPU的参数设置 27
1.6.1 硬件组态的基本方法 27
1.6.2 组态PROFINET接口 28
1.6.3 组态CPU的其他参数 33
1.6.4 S7-1500的硬件组态 38
1.7 S7-1200/1500输入/输出的组态 41
1.7.1 S7-1200输入/输出点的参数设置 41
1.7.2 S7-1500信号模块的参数设置 45
第2章 S7-1200/1500程序设计基础 50
2.1 S7-1200/1500的编程语言 50
2.2 PLC的工作原理与用户程序结构简介 52
2.2.1 逻辑运算 52
2.2.2 PLC的工作过程 53
2.2.3 用户程序结构简介 57
2.3 物理存储器与系统存储器区 59
2.3.1 物理存储器 59
2.3.2 系统存储器区 61
2.4 数制、编码与数据类型 63
2.4.1 数制与编码 63
2.4.2 基本数据类型 65
2.4.3 全局数据块与复杂数据类型 68
2.4.4 参数类型与指针 71
2.4.5 其他数据类型 73
2.5 编写用户程序与使用变量表 75
2.5.1 编写用户程序 75
2.5.2 使用变量表与帮助功能 79
2.6 用户程序的下载与仿真 81
2.6.1 下载与上传用户程序 81
2.6.2 用户程序的仿真调试 84
2.7 用STEP 7调试程序 89
2.7.1 用程序状态调试程序 89
2.7.2 用监控表监控与强制变量 90
第3章 S7-1200/1500的指令 95
3.1 位逻辑指令 95
3.2 定时器指令与计数器指令 100
3.2.1 定时器指令 100
3.2.2 计数器指令 105
3.3 数据处理指令 106
3.3.1 比较操作指令 106
3.3.2 使能输入与使能输出 107
3.3.3 转换操作指令 109
3.3.4 移动操作指令 112
3.3.5 移位指令与循环移位指令 114
3.4 数学运算指令 116
3.4.1 数学函数指令 116
3.4.2 字逻辑运算指令 119
3.5 程序控制指令 121
3.6 日期和时间指令 122
3.7 字符串转换指令与字符串指令 124
3.7.1 字符串转换指令 124
3.7.2 字符串指令 125
3.8 高速脉冲输出与高速计数器 126
3.8.1 高速脉冲输出 126
3.8.2 高速计数器 128
3.8.3 高速脉冲输出与高速计数器实验 130
3.8.4 用高速计数器测量频率的实验 133
第4章 S7-1200/1500的用户程序结构 135
4.1 函数与函数块 135
4.1.1 生成与调用函数 135
4.1.2 生成与调用函数块 138
4.1.3 多重背景 142
4.2 间接寻址 144
4.3 中断事件与中断组织块 146
4.3.1 事件与组织块 146
4.3.2 程序循环、启动与循环中断组织块 148
4.3.3 时间中断组织块 151
4.3.4 硬件中断组织块 152
4.3.5 用事件仿真功能调试硬件中断程序 154
4.3.6 中断连接指令与中断分离指令 155
4.3.7 延时中断组织块 156
4.4 交叉引用表与程序信息 158
4.4.1 交叉引用表 158
4.4.2 分配列表 160
4.4.3 调用结构、从属性结构与资源 162
第5章 顺序控制设计法与SCL编程语言 165
5.1 梯形图的经验设计法 165
5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 169
5.2.1 顺序功能图的基本元件 169
5.2.2 顺序功能图的基本结构 172
5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则 174
5.3 使用置位/复位指令的顺序控制梯形图设计方法 175
5.3.1 单序列的编程方法 175
5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 178
5.3.3 专用钻床的顺序控制程序设计 179
5.4 顺序功能图语言S7-Graph 183
5.4.1 S7-Graph语言概述 183
5.4.2 使用S7-Graph编程的例子 184
5.4.3 顺控器中的动作与条件 191
5.5 SCL编程语言 193
5.5.1 SCL程序编辑器 193
5.5.2 SCL基础知识 195
5.5.3 SCL程序控制指令 197
5.5.4 SCL的间接寻址 203
5.5.5 SCL应用举例 206
第6章 S7-1200/1500的通信功能 209
6.1 网络通信基础 209
6.1.1 计算机通信的国际标准 209
6.1.2 SIMATIC通信网络 212
6.1.3 工业以太网概述 214
6.2 PROFINET IO与PROFIBUS-DP网络通信 216
6.2.1 S7-1200 CPU作IO控制器 216
6.2.2 S7-1500 CPU和ET 200SP CPU作IO控制器 219
6.2.3 S7-1200作智能IO设备 220
6.2.4 PROFIBUS-DP网络通信 223
6.3 基于以太网的开放式用户通信 224
6.3.1 ISO-on-TCP和TCP通信 224
6.3.2 UDP通信 229
6.3.3 S7-1200/1500与其他S7 PLC之间的开放式用户通信 231
6.4 S7通信 232
6.4.1 S7-1200/1500之间的单向S7通信 232
6.4.2 S7-1500之间的双向S7通信 235
6.4.3 S7-1200/1500与其他S7 PLC之间的S7通信 237
6.5 OPC UA通信 239
6.5.1 组态OPC UA通信的服务器 239
6.5.2 非安全通信方式访问OPC UA服务器 241
6.5.3 安全通信方式访问OPC UA服务器 245
6.6 点对点通信 247
6.6.1 串行通信概述 247
6.6.2 点对点通信的组态与编程 248
6.7 Modbus协议通信 251
6.7.1 Modbus RTU主站的编程 251
6.7.2 Modbus RTU从站的编程与通信实验 254
6.7.3 Modbus TCP通信 255
6.8 S7-1200与变频器的USS协议通信 258
6.8.1 硬件接线与变频器参数设置 258
6.8.2 S7-1200的组态与编程 260
6.8.3 S7-1200与变频器通信的实验 262
6.9 S7-1500与G120变频器的通信 263
6.9.1 S7-1500通过通信监控变频器 263
6.9.2 S7-1500通过周期性通信读写变频器参数 267
6.9.3 基于SINAMICS Startdrive的变频器组态 271
第7章 S7-1200/1500的故障诊断 273
7.1 与故障诊断有关的中断组织块 273
7.1.1 与故障有关的中断组织块 273
7.1.2 时间错误中断组织块 274
7.2 用TIA博途诊断故障 275
7.2.1 S7-1200 CPU的故障诊断 275
7.2.2 网络控制系统故障诊断的仿真实验 278
7.2.3 用在线和诊断视图诊断S7-1500的故障 282
7.2.4 用网络视图和设备视图诊断S7-1500的故障 284
7.3 用CPU的Web服务器诊断故障 287
7.4 用S7-1500的LED和CPU显示屏诊断故障 290
7.5 用程序诊断故障 293
7.5.1 用诊断指令诊断故障 293
7.5.2 通过用户自定义报警诊断故障 295
7.5.3 用模块的值状态功能检测故障 297
第8章 精简系列面板的组态与应用 299
8.1 精简系列面板 299
8.2 精简系列面板的画面组态 301
8.2.1 组态软件的基本操作 301
8.2.2 组态指示灯与按钮 303
8.2.3 组态文本域与I/O域 307
8.3 人机界面的仿真与运行 309
8.3.1 PLC与HMI的集成仿真 309
8.3.2 用系统诊断视图诊断故障的仿真实验 311
8.3.3 HMI与PLC通信的组态与操作 314
第9章 S7-1200/1500在模拟量闭环控制中的应用 317
9.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令 317
9.1.1 模拟量闭环控制系统 317
9.1.2 PID_Compact指令的算法与参数 319
9.1.3 PID_Compact指令的组态与调试 320
9.2 PID参数的物理意义与手动整定方法 323
9.2.1 PID参数的物理意义 323
9.2.2 PID参数的手动整定方法 325
9.2.3 PID参数的手动整定实验 325
9.3 PID参数自整定 328
附录 配套资源简介 332
参考文献 335
第1章 S7-1200/1500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 S7-1500的硬件 8
1.2.1 CPU模块 8
1.2.2 CPU的前面板 13
1.2.3 信号模块 14
1.2.4 工艺模块与通信模块 15
1.3 分布式I/O 17
1.3.1 ET 200SP分布式I/O 17
1.3.2 其他分布式I/O 19
1.4 TIA博途与仿真软件的安装 20
1.5 TIA博途使用入门 22
1.6 S7-1200/1500 CPU的参数设置 27
1.6.1 硬件组态的基本方法 27
1.6.2 组态PROFINET接口 28
1.6.3 组态CPU的其他参数 33
1.6.4 S7-1500的硬件组态 38
1.7 S7-1200/1500输入/输出的组态 41
1.7.1 S7-1200输入/输出点的参数设置 41
1.7.2 S7-1500信号模块的参数设置 45
第2章 S7-1200/1500程序设计基础 50
2.1 S7-1200/1500的编程语言 50
2.2 PLC的工作原理与用户程序结构简介 52
2.2.1 逻辑运算 52
2.2.2 PLC的工作过程 53
2.2.3 用户程序结构简介 57
2.3 物理存储器与系统存储器区 59
2.3.1 物理存储器 59
2.3.2 系统存储器区 61
2.4 数制、编码与数据类型 63
2.4.1 数制与编码 63
2.4.2 基本数据类型 65
2.4.3 全局数据块与复杂数据类型 68
2.4.4 参数类型与指针 71
2.4.5 其他数据类型 73
2.5 编写用户程序与使用变量表 75
2.5.1 编写用户程序 75
2.5.2 使用变量表与帮助功能 79
2.6 用户程序的下载与仿真 81
2.6.1 下载与上传用户程序 81
2.6.2 用户程序的仿真调试 84
2.7 用STEP 7调试程序 89
2.7.1 用程序状态调试程序 89
2.7.2 用监控表监控与强制变量 90
第3章 S7-1200/1500的指令 95
3.1 位逻辑指令 95
3.2 定时器指令与计数器指令 100
3.2.1 定时器指令 100
3.2.2 计数器指令 105
3.3 数据处理指令 106
3.3.1 比较操作指令 106
3.3.2 使能输入与使能输出 107
3.3.3 转换操作指令 109
3.3.4 移动操作指令 112
3.3.5 移位指令与循环移位指令 114
3.4 数学运算指令 116
3.4.1 数学函数指令 116
3.4.2 字逻辑运算指令 119
3.5 程序控制指令 121
3.6 日期和时间指令 122
3.7 字符串转换指令与字符串指令 124
3.7.1 字符串转换指令 124
3.7.2 字符串指令 125
3.8 高速脉冲输出与高速计数器 126
3.8.1 高速脉冲输出 126
3.8.2 高速计数器 128
3.8.3 高速脉冲输出与高速计数器实验 130
3.8.4 用高速计数器测量频率的实验 133
第4章 S7-1200/1500的用户程序结构 135
4.1 函数与函数块 135
4.1.1 生成与调用函数 135
4.1.2 生成与调用函数块 138
4.1.3 多重背景 142
4.2 间接寻址 144
4.3 中断事件与中断组织块 146
4.3.1 事件与组织块 146
4.3.2 程序循环、启动与循环中断组织块 148
4.3.3 时间中断组织块 151
4.3.4 硬件中断组织块 152
4.3.5 用事件仿真功能调试硬件中断程序 154
4.3.6 中断连接指令与中断分离指令 155
4.3.7 延时中断组织块 156
4.4 交叉引用表与程序信息 158
4.4.1 交叉引用表 158
4.4.2 分配列表 160
4.4.3 调用结构、从属性结构与资源 162
第5章 顺序控制设计法与SCL编程语言 165
5.1 梯形图的经验设计法 165
5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 169
5.2.1 顺序功能图的基本元件 169
5.2.2 顺序功能图的基本结构 172
5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则 174
5.3 使用置位/复位指令的顺序控制梯形图设计方法 175
5.3.1 单序列的编程方法 175
5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 178
5.3.3 专用钻床的顺序控制程序设计 179
5.4 顺序功能图语言S7-Graph 183
5.4.1 S7-Graph语言概述 183
5.4.2 使用S7-Graph编程的例子 184
5.4.3 顺控器中的动作与条件 191
5.5 SCL编程语言 193
5.5.1 SCL程序编辑器 193
5.5.2 SCL基础知识 195
5.5.3 SCL程序控制指令 197
5.5.4 SCL的间接寻址 203
5.5.5 SCL应用举例 206
第6章 S7-1200/1500的通信功能 209
6.1 网络通信基础 209
6.1.1 计算机通信的国际标准 209
6.1.2 SIMATIC通信网络 212
6.1.3 工业以太网概述 214
6.2 PROFINET IO与PROFIBUS-DP网络通信 216
6.2.1 S7-1200 CPU作IO控制器 216
6.2.2 S7-1500 CPU和ET 200SP CPU作IO控制器 219
6.2.3 S7-1200作智能IO设备 220
6.2.4 PROFIBUS-DP网络通信 223
6.3 基于以太网的开放式用户通信 224
6.3.1 ISO-on-TCP和TCP通信 224
6.3.2 UDP通信 229
6.3.3 S7-1200/1500与其他S7 PLC之间的开放式用户通信 231
6.4 S7通信 232
6.4.1 S7-1200/1500之间的单向S7通信 232
6.4.2 S7-1500之间的双向S7通信 235
6.4.3 S7-1200/1500与其他S7 PLC之间的S7通信 237
6.5 OPC UA通信 239
6.5.1 组态OPC UA通信的服务器 239
6.5.2 非安全通信方式访问OPC UA服务器 241
6.5.3 安全通信方式访问OPC UA服务器 245
6.6 点对点通信 247
6.6.1 串行通信概述 247
6.6.2 点对点通信的组态与编程 248
6.7 Modbus协议通信 251
6.7.1 Modbus RTU主站的编程 251
6.7.2 Modbus RTU从站的编程与通信实验 254
6.7.3 Modbus TCP通信 255
6.8 S7-1200与变频器的USS协议通信 258
6.8.1 硬件接线与变频器参数设置 258
6.8.2 S7-1200的组态与编程 260
6.8.3 S7-1200与变频器通信的实验 262
6.9 S7-1500与G120变频器的通信 263
6.9.1 S7-1500通过通信监控变频器 263
6.9.2 S7-1500通过周期性通信读写变频器参数 267
6.9.3 基于SINAMICS Startdrive的变频器组态 271
第7章 S7-1200/1500的故障诊断 273
7.1 与故障诊断有关的中断组织块 273
7.1.1 与故障有关的中断组织块 273
7.1.2 时间错误中断组织块 274
7.2 用TIA博途诊断故障 275
7.2.1 S7-1200 CPU的故障诊断 275
7.2.2 网络控制系统故障诊断的仿真实验 278
7.2.3 用在线和诊断视图诊断S7-1500的故障 282
7.2.4 用网络视图和设备视图诊断S7-1500的故障 284
7.3 用CPU的Web服务器诊断故障 287
7.4 用S7-1500的LED和CPU显示屏诊断故障 290
7.5 用程序诊断故障 293
7.5.1 用诊断指令诊断故障 293
7.5.2 通过用户自定义报警诊断故障 295
7.5.3 用模块的值状态功能检测故障 297
第8章 精简系列面板的组态与应用 299
8.1 精简系列面板 299
8.2 精简系列面板的画面组态 301
8.2.1 组态软件的基本操作 301
8.2.2 组态指示灯与按钮 303
8.2.3 组态文本域与I/O域 307
8.3 人机界面的仿真与运行 309
8.3.1 PLC与HMI的集成仿真 309
8.3.2 用系统诊断视图诊断故障的仿真实验 311
8.3.3 HMI与PLC通信的组态与操作 314
第9章 S7-1200/1500在模拟量闭环控制中的应用 317
9.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令 317
9.1.1 模拟量闭环控制系统 317
9.1.2 PID_Compact指令的算法与参数 319
9.1.3 PID_Compact指令的组态与调试 320
9.2 PID参数的物理意义与手动整定方法 323
9.2.1 PID参数的物理意义 323
9.2.2 PID参数的手动整定方法 325
9.2.3 PID参数的手动整定实验 325
9.3 PID参数自整定 328
附录 配套资源简介 332
参考文献 335
