S7-1200 PLC应用教程 第3版 / 高等职业教育系列教材
定价：￥59.00
作者： 廖常初
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111814238
- 3-1
- 394
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 的硬件与硬件组态、编程软件和仿真软件的使用方法、PLC的基础知识、指令应用、程序结构，多种通信网络和通信服务的组态、编程与故障诊断，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 CPU的固件V4.6版和TIA博途V18版进行改写，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OPU UA通信简介、对网络控制系统故障诊断的仿真、用触摸屏的系统诊断视图诊断故障的仿真；与第2版相比，增加了20个视频教程、5个例程和实验指导书中的3个实验。
本书的随书资源提供了50多个视频教程、40多个例程。此外，还提供了二维码微课视频、电子课件和习题答案，教师可登录www.cmpedu.com免费注册，审核通过后下载，或联系编辑索取（微信：13261377872，电话：010-88379739）。 本书可作为职业院校机电类专业的教材，也可供工程技术人员使用。
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目录
前言
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 19
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 58
2.6.1 用程序状态功能调试程序 58
2.6.2 用监控表监控与强制变量 59
2.7 习题 63
第3章 S7-1200的指令 65
3.1 位逻辑指令 65
3.2 定时器指令与计数器指令 70
3.2.1 定时器指令 70
3.2.2 计数器指令 74
3.3 数据处理指令 76
3.3.1 比较操作指令 76
3.3.2 使能输入与使能输出 77
3.3.3 转换操作指令 78
3.3.4 移动操作指令 80
3.3.5 移位指令与循环移位指令 82
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 87
3.5 其他指令 88
3.5.1 程序控制指令 88
3.5.2 日期与时间指令 90
3.5.3 字符串与字符指令 91
3.6 高速计数器与高速脉冲输出 93
3.6.1 高速计数器 93
3.6.2 高速脉冲输出 95
3.7 习题 97
第4章 S7-1200的用户程序结构 99
4.1 函数与函数块 99
4.1.1 生成与调用函数 99
4.1.2 生成与调用函数块 102
4.1.3 多重背景 106
4.2 数据类型转换与间接寻址 107
4.2.1 数据类型转换 107
4.2.2 间接寻址 108
4.3 中断事件与中断组织块 110
4.3.1 事件与组织块 110
4.3.2 程序循环、启动与循环中断组织块 111
4.3.3 时间中断组织块 114
4.3.4 硬件中断组织块 115
4.3.5 用事件仿真功能调试硬件中断程序 116
4.3.6 中断连接指令与中断分离指令 117
4.3.7 延时中断组织块 119
4.4 交叉引用表与程序信息 121
4.4.1 交叉引用表 121
4.4.2 分配列表 123
4.4.3 调用结构、从属性结构与资源 124
4.5 习题 126
第5章 数字量控制系统梯形图程序设计方法 128
5.1 梯形图的经验设计法 128
5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 132
5.2.1 顺序功能图的基本元件 132
5.2.2 顺序功能图的基本结构 135
5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则 137
5.3 使用置位/复位指令的顺序控制梯形图设计方法 139
5.3.1 单序列的编程方法 139
5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 142
5.3.3 应用举例 143
5.3.4 专用钻床的顺序控制程序设计 148
5.4 习题 151
第6章 S7-1200的通信与故障诊断 154
6.1 网络通信基础 154
6.1.1 串行通信的基本概念 154
6.1.2 SIMATIC通信网络 155
6.2 PROFINET IO网络通信 156
6.2.1 S7-1200作为IO控制器 156
6.2.2 S7-1200作为智能IO设备 159
6.3 基于以太网的开放式用户通信 161
6.4 S7通信 166
6.5 Modbus RTU协议通信 168
6.5.1 Modbus RTU主站的编程 168
6.5.2 Modbus RTU从站的编程与通信实验 171
6.6 S7-1200的其他通信简介 173
6.7 控制系统的故障诊断 174
6.7.1 与故障诊断有关的中断组织块 174
6.7.2 S7-1200 CPU的故障诊断 175
6.7.3 网络控制系统故障诊断的仿真实验 178
6.8 习题 183
第7章 精简系列面板的组态与应用 184
7.1 精简系列面板 184
7.2 精简系列面板的画面组态 186
7.2.1 画面组态的准备工作 186
7.2.2 组态指示灯与按钮 188
7.2.3 组态文本域与I/O域 191
7.3 精简系列面板的仿真与运行 193
7.3.1 PLC与HMI的集成仿真 193
7.3.2 用系统诊断视图诊断故障的仿真实验 196
7.3.3 HMI与PLC通信的组态与操作 199
7.4 习题 202
第8章 S7-1200在模拟量闭环控制中的应用 203
8.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令 203
8.1.1 模拟量闭环控制系统 203
8.1.2 PID_Compact指令的算法与参数 205
8.1.3 PID_Compact指令的组态与调试 207
8.2 PID参数的物理意义与手动整定方法 209
8.2.1 PID参数的物理意义 209
8.2.2 PID参数的手动整定方法 211
8.2.3 PID参数的手动整定实验 211
8.3 PID参数自整定 214
8.4 习题 216
附录 218
附录A 实验指导书 218
A.1 TIA博途应用实验 218
A.2 硬件组态实验 218
A.3 位逻辑指令应用实验 219
A.4 定时器计数器应用实验 219
A.5 数据处理指令应用实验 220
A.6 数学运算指令应用实验 221
A.7 程序控制指令应用实验 221
A.8 日期与时间指令应用实验 221
A.9 高速计数器与高速输出应用实验 222
A.10 函数与函数块应用实验 222
A.11 多重背景应用实验 223
A.12 间接寻址应用实验 223
A.13 循环中断实验 224
A.14 时间中断实验 224
A.15 硬件中断实验 224
A.16 延时中断实验 225
A.17 顺序控制程序的编程与调试实验 225
A.18 运输带与人行横道交通灯顺控程序的调试实验 226
A.19 专用钻床顺序控制程序的调试实验 227
A.20 PROFINET通信组态实验 227
A.21 开放式用户通信实验 227
A.22 S7通信实验 228
A.23 S7-1200 CPU故障诊断实验 228
A.24 网络控制系统故障诊断实验 229
A.25 网络控制系统故障诊断的仿真实验 229
A.26 PLC与触摸屏的集成仿真实验 230
A.27 硬件PLC与仿真触摸屏的通信实验 230
A.28 用触摸屏的系统诊断视图诊断故障的实验 231
A.29 PID控制器参数手动整定实验 231
A.30 PID控制器参数自整定实验 232
附录B 网上配套资源简介 233
参考文献 235
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 19
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 58
2.6.1 用程序状态功能调试程序 58
2.6.2 用监控表监控与强制变量 59
2.7 习题 63
第3章 S7-1200的指令 65
3.1 位逻辑指令 65
3.2 定时器指令与计数器指令 70
3.2.1 定时器指令 70
3.2.2 计数器指令 74
3.3 数据处理指令 76
3.3.1 比较操作指令 76
3.3.2 使能输入与使能输出 77
3.3.3 转换操作指令 78
3.3.4 移动操作指令 80
3.3.5 移位指令与循环移位指令 82
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 87
3.5 其他指令 88
3.5.1 程序控制指令 88
3.5.2 日期与时间指令 90
3.5.3 字符串与字符指令 91
3.6 高速计数器与高速脉冲输出 93
3.6.1 高速计数器 93
3.6.2 高速脉冲输出 95
3.7 习题 97
第4章 S7-1200的用户程序结构 99
4.1 函数与函数块 99
4.1.1 生成与调用函数 99
4.1.2 生成与调用函数块 102
4.1.3 多重背景 106
4.2 数据类型转换与间接寻址 107
4.2.1 数据类型转换 107
4.2.2 间接寻址 108
4.3 中断事件与中断组织块 110
4.3.1 事件与组织块 110
4.3.2 程序循环、启动与循环中断组织块 111
4.3.3 时间中断组织块 114
4.3.4 硬件中断组织块 115
4.3.5 用事件仿真功能调试硬件中断程序 116
4.3.6 中断连接指令与中断分离指令 117
4.3.7 延时中断组织块 119
4.4 交叉引用表与程序信息 121
4.4.1 交叉引用表 121
4.4.2 分配列表 123
4.4.3 调用结构、从属性结构与资源 124
4.5 习题 126
第5章 数字量控制系统梯形图程序设计方法 128
5.1 梯形图的经验设计法 128
5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 132
5.2.1 顺序功能图的基本元件 132
5.2.2 顺序功能图的基本结构 135
5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则 137
5.3 使用置位/复位指令的顺序控制梯形图设计方法 139
5.3.1 单序列的编程方法 139
5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 142
5.3.3 应用举例 143
5.3.4 专用钻床的顺序控制程序设计 148
5.4 习题 151
第6章 S7-1200的通信与故障诊断 154
6.1 网络通信基础 154
6.1.1 串行通信的基本概念 154
6.1.2 SIMATIC通信网络 155
6.2 PROFINET IO网络通信 156
6.2.1 S7-1200作为IO控制器 156
6.2.2 S7-1200作为智能IO设备 159
6.3 基于以太网的开放式用户通信 161
6.4 S7通信 166
6.5 Modbus RTU协议通信 168
6.5.1 Modbus RTU主站的编程 168
6.5.2 Modbus RTU从站的编程与通信实验 171
6.6 S7-1200的其他通信简介 173
6.7 控制系统的故障诊断 174
6.7.1 与故障诊断有关的中断组织块 174
6.7.2 S7-1200 CPU的故障诊断 175
6.7.3 网络控制系统故障诊断的仿真实验 178
6.8 习题 183
第7章 精简系列面板的组态与应用 184
7.1 精简系列面板 184
7.2 精简系列面板的画面组态 186
7.2.1 画面组态的准备工作 186
7.2.2 组态指示灯与按钮 188
7.2.3 组态文本域与I/O域 191
7.3 精简系列面板的仿真与运行 193
7.3.1 PLC与HMI的集成仿真 193
7.3.2 用系统诊断视图诊断故障的仿真实验 196
7.3.3 HMI与PLC通信的组态与操作 199
7.4 习题 202
第8章 S7-1200在模拟量闭环控制中的应用 203
8.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令 203
8.1.1 模拟量闭环控制系统 203
8.1.2 PID_Compact指令的算法与参数 205
8.1.3 PID_Compact指令的组态与调试 207
8.2 PID参数的物理意义与手动整定方法 209
8.2.1 PID参数的物理意义 209
8.2.2 PID参数的手动整定方法 211
8.2.3 PID参数的手动整定实验 211
8.3 PID参数自整定 214
8.4 习题 216
附录 218
附录A 实验指导书 218
A.1 TIA博途应用实验 218
A.2 硬件组态实验 218
A.3 位逻辑指令应用实验 219
A.4 定时器计数器应用实验 219
A.5 数据处理指令应用实验 220
A.6 数学运算指令应用实验 221
A.7 程序控制指令应用实验 221
A.8 日期与时间指令应用实验 221
A.9 高速计数器与高速输出应用实验 222
A.10 函数与函数块应用实验 222
A.11 多重背景应用实验 223
A.12 间接寻址应用实验 223
A.13 循环中断实验 224
A.14 时间中断实验 224
A.15 硬件中断实验 224
A.16 延时中断实验 225
A.17 顺序控制程序的编程与调试实验 225
A.18 运输带与人行横道交通灯顺控程序的调试实验 226
A.19 专用钻床顺序控制程序的调试实验 227
A.20 PROFINET通信组态实验 227
A.21 开放式用户通信实验 227
A.22 S7通信实验 228
A.23 S7-1200 CPU故障诊断实验 228
A.24 网络控制系统故障诊断实验 229
A.25 网络控制系统故障诊断的仿真实验 229
A.26 PLC与触摸屏的集成仿真实验 230
A.27 硬件PLC与仿真触摸屏的通信实验 230
A.28 用触摸屏的系统诊断视图诊断故障的实验 231
A.29 PID控制器参数手动整定实验 231
A.30 PID控制器参数自整定实验 232
附录B 网上配套资源简介 233
参考文献 235
