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第1章 概述1

1.1 PLC的基本概念1

1.1.1 PLC的基本结构1

1.1.2 PLC的特点3

1.1.3 PLC的应用领域4

1.1.4 怎样下载西门子PLC的资料和软件4

1.2 S7-1200的程序结构与工作原理5

1.2.1 逻辑运算5

1.2.2 S7-1200用户程序结构简介6

1.2.3 PLC的工作原理8

第2章 PLC的硬件与硬件组态12

2.1 S7-1200的硬件12

2.1.1 CPU模块12

2.1.2 信号板与信号模块15

2.1.3 集成的通信接口与通信模块18

2.2 STEP 7 Basic编程软件19

2.2.1 STEP 7 Basic的特点19

2.2.2 安装STEP 7 Basic19

2.3 硬件组态21

2.3.1 项目视图的结构21

2.3.2 项目的创建与STEP 7 Basic的参数设置23

2.3.3 硬件组态24

2.3.4 信号模块与信号板的参数设置26

2.3.5 将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量29

2.3.6 CPU模块的参数设置30

第3章 S7-1200程序设计基础34

3.1 S7-1200的编程语言34

3.1.1 PLC编程语言的国际标准34

3.1.2 S7-1200的编程语言34

3.2 数据类型与系统存储区36

3.2.1 物理存储器36

3.2.2 数制与数据类型38

3.2.3 系统存储区41

3.3 用STEP 7 Basic生成用户程序43

3.3.1 编写用户程序43

3.3.2 使用PLC变量表47

3.3.3 STEP 7 Basic的帮助功能49

3.4 下载用户程序50

3.4.1 以太网设备的地址50

3.4.2 下载与上载用户程序51

3.5 用STEP 7 Basic调试程序55

3.5.1 用程序状态功能调试程序56

3.5.2 用监视表监视与修改变量57

3.5.3 用监视表强制变量60

3.6 位逻辑指令62

3.6.1 触点指令与线圈指令62

3.6.2 其他位逻辑指令63

3.7 定时器与计数器指令65

3.7.1 定时器指令66

3.7.2 计数器指令70

第4章 数字量控制系统梯形图程序设计方法72

4.1 梯形图的经验设计法72

4.1.1 梯形图中的基本电路72

4.1.2 梯形图的经验设计法74

4.2 顺序控制设计法与顺序功能图76

4.2.1 步与动作76

4.2.2 有向连线与转换条件78

4.2.3 顺序功能图的基本结构79

4.2.4 顺序功能图中转换实现的基本规则81

4.3 使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法83

4.3.1 设计顺序控制梯形图的一些基本问题83

4.3.2 单序列的编程方法84

4.3.3 选择序列与并行序列的编程方法85

4.3.4 应用举例87

4.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法89

4.4.1 系统的硬件结构与工作方式89

4.4.2 公用程序与手动程序91

4.4.3 自动程序92

4.4.4 自动回原点程序95

第5章 S7-1200的指令96

5.1 数据处理指令96

5.1.1 比较指令96

5.1.2 使能输入与使能输出97

5.1.3 数据转换指令99

5.1.4 数据传送指令101

5.1.5 移位与循环移位指令104

5.2 数学运算指令105

5.2.1 数学运算指令105

5.2.2 逻辑运算指令108

5.3 程序控制指令110

5.3.1 程序控制指令110

5.3.2 扩展指令中的程序控制指令110

5.4 字符串指令113

5.4.1 字符串转换指令113

5.4.2 字符串指令116

5.5 高速脉冲输出与高速计数器118

5.5.1 高速脉冲输出118

5.5.2 编码器120

5.5.3 高速计数器121

5.5.4 高速脉冲输出与高速计数器的计数实验123

5.5.5 用高速计数器测量频率的实验126

5.6 其他指令与库127

5.6.1 实时时钟指令127

5.6.2 项目库与全局库129

5.6.3 间接寻址指令130

第6章 S7-1200的用户程序结构与故障诊断131

6.1 功能与功能块131

6.1.1 生成与调用功能131

6.1.2 生成与调用功能块133

6.1.3 功能块的多重背景数据块136

6.2 全局数据块与数据类型137

6.2.1 全局数据块137

6.2.2 数据类型138

6.2.3 数据类型的转换141

6.3 中断事件与中断指令142

6.3.1 事件与组织块142

6.3.2 组织块的实验143

6.3.3 硬件中断147

6.3.4 中断连接与中断分离指令148

6.4 在线功能与故障诊断149

6.4.1 在线功能149

6.4.2 使用状态LED诊断故障152

6.4.3 使用STEP 7 Basic诊断故障153

6.4.4 诊断错误中断155

6.4.5 时间错误中断158

6.5 交叉引用表与程序信息159

6.5.1 交叉引用表159

6.5.2 分配表161

6.5.3 调用结构163

6.5.4 从属性结构与资源164

第7章 S7-1200的以太网通信166

7.1 计算机通信的国际标准166

7.1.1 开放系统互连模型166

7.1.2 IEEE 802通信标准167

7.1.3 现场总线及其标准168

7.2 西门子的工业自动化通信网络169

7.2.1 工业以太网与PROFINET169

7.2.2 现场总线PROFIBUS与AS-i171

7.3 S7-1200之间的开放式用户通信172

7.3.1 开放式用户通信的编程172

7.3.2 开放式用户通信的组态与实验175

7.4 S7-1200与S7-300/400的以太网通信177

7.4.1 S7-1200的组态与编程177

7.4.2 S7-300的组态与编程179

7.4.3 使用ISO-on-TCP连接的通信实验183

7.4.4 使用TCP连接和S7连接的通信183

7.5 S7-1200与S7-200的以太网通信185

7.6 S7-1200基于以太网的OPC通信190

7.6.1 组态PLC和PC站点190

7.6.2 组态OPC服务器193

7.6.3 S7-1200与WinCC的OPC通信196

第8章 S7-1200的串行通信201

8.1 点对点通信201

8.1.1 串行通信的基本概念201

8.1.2 串行通信模块的组态203

8.1.3 串行通信的编程与实验204

8.2 使用MODBUS RTU协议的串行通信207

8.2.1 Modbus RTU通信协议与通信功能207

8.2.2 计算机作主站的Modbus RTU通信208

8.2.3 S7-200作从站的Modbus RTU通信213

8.3 S7-1200与变频器的USS协议通信217

8.3.1 硬件接线与变频器参数设置217

8.3.2 S7-1200的组态与编程219

8.3.3 S7-1200与变频器通信的实验220

第9章 精简系列面板的组态与应用224

9.1 人机界面224

9.1.1 人机界面与触摸屏224

9.1.2 SIMATIC HMI精简系列面板225

9.2 精简系列面板的画面组态226

9.2.1 使用HMI设备向导生成HMI设备226

9.2.2 组态指示灯229

9.2.3 组态按钮232

9.2.4 组态文本域与IO域234

9.2.5 组态棒图236

9.3 精简系列面板的运行与模拟237

9.3.1 用运行模拟器模拟HMI237

9.3.2 HMI的在线模拟239

9.3.3 用HMI的控制面板设置HMI的参数240

9.3.4 HMI组态信息的下载与运行242

第10章 PLC应用中的其他问题244

10.1 PLC控制系统的设计与调试步骤244

10.1.1 系统设计244

10.1.2 PLC硬件的选型245

10.1.3 硬件软件设计与调试245

10.2 PLC控制系统的可靠性措施247

10.3 PLC在模拟量闭环控制中的应用249

10.3.1 模拟量闭环控制系统与PID控制器249

10.3.2 PID_Compact指令与PID工艺对象的组态252

10.3.3 用调试窗口整定PID控制器257

10.3.4 PID参数的手动整定方法260

附录 随书光盘内容简介263

参考文献265