S7-1200 PLC變成及應用（第4版）

本書通過大量的常式和視頻教程，深入淺出地介紹了S7-1200的硬體與硬體組態、程式設計軟體與模擬軟體的使用、指令應用、程式結構、各種通信網路和通信服務的組態與程式設計、故障診斷、精簡系列面板的組態與模擬，以及PID閉環控制。還介紹了易學易用的開關量控制系統的順序控制程式設計方法和PID參數整定的純軟體模擬方法。
 
第4版根據S7-1200*新的硬體和STEP 7 V15 SP1改寫，增加了SCL語言及其應用實例、Modbus TCP通信、S7-1200與S7-200 SMART的通信、S7-1200 CPU的故障診斷等內容；增加了14個視頻教程和10多個常式。
 
本書的網上配套資源提供了50多個視頻教程、60多個常式和20多本使用者手冊，以及V15 SP1版的STEP 7、WinCC和S7-PLCSIM。掃描正文中的二維碼，可以觀看指定的視頻教程。
 
本書可以作為高校電類與機電類各專業的教材，也可作為工程技術人員的參考書。

第1章 S7-1200的硬體與硬體組態1
1.1 S7-1200的硬體1
1.1.1 S7-1200的硬體結構1
1.1.2 CPU模組2
1.1.3 信號板與信號模組5
1.1.4 集成的通信介面與通信模組7
1.2 TIA博途與模擬軟體的安裝8
1.3 TIA博途使用入門與硬體組態10
1.3.1 專案視圖的結構10
1.3.2 創建專案與硬體組態14
1.3.3 信號模組與信號板的參數設置16
1.3.4 CPU模組的參數設置20
1.4 習題23

第2章 S7-1200程式設計基礎25
2.1 S7-1200的程式設計語言25
2.2 PLC的工作原理與用戶程式結構簡介26
2.2.1 邏輯運算26
2.2.2 用戶程式結構簡介28
2.2.3 PLC的工作過程30
2.3 資料類型與系統存儲區32
2.3.1 物理記憶體32
2.3.2 數制與基底資料型別34
2.3.3 全域資料塊與其他資料類型37
2.3.4 系統存儲區41
2.4 編寫使用者程式與使用變數表43
2.4.1 編寫使用者程式43
2.4.2 使用變數表與説明功能47
2.5 使用者程式的下載與模擬50
2.5.1 下載與上傳使用者程式50
2.5.2 使用者程式的模擬調試55
2.6 用STEP 7偵錯工具58
2.6.1 用程式狀態功能偵錯工具58
2.6.2 用監控表監控與強制變數59
2.7 習題63

第3章 S7-1200的指令64
3.1 位元邏輯指令64
3.2 計時器指令與計數器指令68
3.2.1 計時器指令69
3.2.2 計數器指令74
3.3 資料處理指令75
3.3.1 比較操作指令75
3.3.2 使能輸入與使能輸出77
3.3.3 轉換操作指令79
3.3.4 移動操作指令81
3.3.5 移位元指令與迴圈移位元指令83
3.4 數學運算指令84
3.4.1 數學函數指令84
3.4.2 字邏輯運算指令88
3.5 程式控制操作指令89
3.6 日期和時間指令91
3.7 字串與字元指令93
3.7.1 字串轉換指令93
3.7.2 字串指令96
3.8 高速脈衝輸出與高速計數器97
3.8.1 高速脈衝輸出97
3.8.2 高速計數器99
3.8.3 高速脈衝輸出與高速計數器實驗101
3.8.4 用高速計數器測量頻率的實驗104
3.9 習題105

第4章 S7-1200的用戶程式結構107
4.1 函數與函數塊107
4.1.1 生成與調用函數107
4.1.2 生成與調用函數塊110
4.1.3 多重背景113
4.2 資料類型轉換與間接定址116
4.2.1 資料類型轉換116
4.2.2 間接定址117
4.3 中斷事件與中斷指令120
4.3.1 事件與組織塊120
4.3.2 初始化組織塊與迴圈中斷組織塊121
4.3.3 時間中斷組織塊124
4.3.4 硬體中斷組織塊125
4.3.5 中斷連接指令與中斷分離指令126
4.3.6 延時中斷組織塊128
4.4 交叉引用表與程式資訊130
4.4.1 交叉引用表130
4.4.2 分配列表132
4.4.3 調用結構、從屬性結構與資源133
4.5 習題135

第5章 順序控制設計法與SCL程式設計語言137
5.1 梯形圖的經驗設計法137
5.2 順序控制設計法與順序功能圖141
5.2.1 順序功能圖的基本元件141
5.2.2 順序功能圖的基本結構144
5.2.3 順序功能圖中轉換實現的基本規則146
5.3 使用置位元重定指令的順序控制梯形圖設計方法147
5.3.1 單序列的程式設計方法147
5.3.2 選擇序列與並行序列的程式設計方法150
5.3.3 專用鑽床的順序控制程式設計152
5.4 SCL程式設計語言155
5.4.1 SCL程式編輯器155
5.4.2 SCL基礎知識156
5.4.3 SCL程式控制指令159
5.4.4 SCL的間接定址164
5.4.5 SCL應用舉例167
5.5 習題169

第6章 S7-1200的通信與故障診斷172
6.1 網路通信基礎172
6.1.1 電腦通信的國際標準172
6.1.2 SIMATIC通信網路174
6.2 基於乙太網的開放式使用者通信176
6.2.1 S7-1200之間的ISO-on-TCP和TCP通信176
6.2.2 S7-1200之間的UDP通信180
6.2.3 S7-1200與S7-300/400之間的開放式用戶通信183
6.3 S7協議通信185
6.3.1 S7-1200之間的單向S7通信185
6.3.2 S7-1200與其他S7 PLC之間的S7通信188
6.4 PROFINET、PROFIBUS-DP與AS-i網路通信190
6.4.1 S7-1200作IO控制器和DP主站190
6.4.2 S7-1200作IO設備和DP智慧從站194
6.4.3 AS-i通信197
6.5 點對點通信199
6.5.1 串列通信概述199
6.5.2 點對點通信的組態與程式設計201
6.6 Modbus協議通信204
6.6.1 Modbus RTU主站的程式設計204
6.6.2 Modbus RTU從站的程式設計與通信實驗206
6.6.3 Modbus TCP通信207
6.7 S7-1200與變頻器的USS協議通信210
6.7.1 硬體接線與變頻器參數設置210
6.7.2 S7-1200的組態與程式設計212
6.7.3 S7-1200與變頻器通信的實驗214
6.8 控制系統的故障診斷215
6.8.1 與故障診斷有關的中斷組織塊和診斷指令215
6.8.2 S7-1200的故障診斷216
6.8.3 網路控制系統的故障診斷220
6.8.4 用S7-1200內置的Web伺服器診斷故障223
6.9 習題227

第7章 精簡系列面板的組態與應用228
7.1 精簡系列面板228
7.2 精簡系列面板的畫面組態230
7.2.1 畫面組態的準備工作230
7.2.2 組態指示燈與按鈕232
7.2.3 組態文本域與I/O域235
7.3 精簡系列面板的模擬與運行237
7.3.1 PLC與HMI的集成模擬237
7.3.2 HMI與PLC通信的組態與操作240
7.4 習題242

第8章 S7-1200在模擬量閉環控制中的應用244
8.1 類比量閉環控制系統與PID_Compact指令244
8.1.1 類比量閉環控制系統244
8.1.2 PID_Compact指令的演算法與參數246
8.1.3 PID_Compact指令的組態與調試248
8.2 PID參數的物理意義與手動整定方法250
8.2.1 PID參數的物理意義250
8.2.2 PID參數的手動整定方法251
8.2.3 PID參數的手動整定實驗252
8.3 PID參數自整定255
8.4 習題258

附錄260
附錄A 實驗指導書260
A.1 TIA博途應用實驗260
A.2 硬體組態實驗260
A.3 位元邏輯指令應用實驗261
A.4 計時器計數器應用實驗261
A.5 資料處理指令應用實驗262
A.6 數學運算指令應用實驗263
A.7 程式控制指令應用實驗263
A.8 即時時鐘指令應用實驗263
A.9 高速計數器與高速輸出應用實驗264
A.10 函數與函數塊應用實驗264
A.11 多重背景應用實驗265
A.12 間接定址應用實驗265
A.13 迴圈中斷實驗266
A.14 時間中斷實驗266
A.15 硬體中斷實驗266
A.16 延時中斷實驗267
A.17 順序控制程式的程式設計與調試實驗267
A.18 專用鑽床順序控制程式調試實驗268
A.19 SCL語言的程式設計實驗268
A.20 開放式用戶通信的模擬實驗268
A.21 S7通信的模擬實驗269
A.22 PROFINET通信組態實驗269
A.23 S7-1200故障診斷實驗270
A.24 用Web伺服器診斷故障的實驗270
A.25 網路控制系統故障診斷實驗271
A.26 PLC與觸控式螢幕的集成模擬實驗272
A.27 硬體PLC與模擬觸控式螢幕的通信實驗272
A.28 PID控制器參數手動整定的模擬實驗273
A.29 PID控制器參數自動整定的模擬實驗273
附錄B 網上配套資源簡介274
參考文獻276