西门子S7-1200/1500PLC学习手册-基于LAD和SCL编程PDF电子书下载

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第1篇 基础入门篇 2

第1章 可编程序控制器（PLC）基础 2

1.1 概述 2

1.1.1 PLC的发展历史 2

1.1.2 PLC的主要特点 3

1.1.3 PLC的应用范围 3

1.1.4 PLC的分类与性能指标 4

1.1.5 PLC与继电器系统的比较 5

1.1.6 PLC与微机的比较 5

1.1.7 PLC的发展趋势 6

1.1.8 国内PLC的应用 6

1.2 PLC的结构和工作原理 7

1.2.1 PLC的硬件组成 7

1.2.2 PLC的工作原理 10

1.2.3 PLC的立即输入、输出功能 12

第2章 S7-1200 PLC的硬件 13

2.1 S7-1200 PLC概述 13

2.1.1 西门子PLC简介 13

2.1.2 S7-1200 PLC的性能特点 14

2.2 S7-1200 PLC常用模块及其接线 15

2.2.1 S7-1200 PLC的CPU模块及接线 16

2.2.2 S7-1200 PLC数字量扩展模块及接线 21

2.2.3 S7-1200 PLC模拟量模块 25

2.2.4 S7-1200 PLC信号板及接线 31

2.2.5 S7-1200 PLC通信模块 33

2.2.6 其他模块 33

第3章 S7-1500 PLC的硬件 35

3.1 S7-1500 PLC的性能特点 35

3.2 S7-1500 PLC常用模块及其接线 36

3.2.1 电源模块 36

3.2.2 S7-1500 PLC的CPU模块及其附件 37

3.2.3 S7-1500 PLC信号模块及其接线 45

3.2.4 S7-1500 PLC通信模块 55

3.2.5 S7-1500 PLC工艺模块及接线 56

3.2.6 S7-1500 PLC分布式模块 57

3.3 S7-1500 PLC的硬件安装 60

3.3.1 硬件配置 60

3.3.2 硬件安装 62

3.3.3 接线 63

第4章 TIA博途（Portal）软件使用入门 65

4.1 TIA博途软件简介 65

4.1.1 初识TIA博途软件 65

4.1.2 安装TIA博途软件的软硬件条件 66

4.1.3 安装TIA博途软件的注意事项 67

4.1.4 安装和卸载TIA博途软件 68

4.2 TIA Portal视图与项目视图 74

4.2.1 TIA Portal视图结构 74

4.2.2 项目视图 75

4.2.3 项目树 77

4.3 创建和编辑项目 78

4.3.1 创建项目 78

4.3.2 添加设备 79

4.3.3 编辑项目（打开、保存、另存为、关闭和删除） 81

4.4 CPU参数配置 83

4.4.1 常规 83

4.4.2 PROFINET接口 83

4.4.3 启动 89

4.4.4 周期 90

4.4.5 通信负载 90

4.4.6 系统和时钟存储器 90

4.4.7 系统诊断 91

4.4.8 显示 92

4.4.9 保护 93

4.4.10 系统电源 94

4.4.11 连接资源 94

4.4.12 地址总览 95

4.5 S7-1500的I/O参数配置 95

4.5.1 数字量输入模块参数的配置 95

4.5.2 数字量输出模块参数的配置 98

4.5.3 模拟量输入模块参数的配置 99

4.5.4 模拟量输出模块参数的配置 101

4.6 下载和上传 102

4.6.1 下载 102

4.6.2 上传 105

4.7 软件编程 108

4.7.1 一个简单程序的输入和编译 108

4.7.2 使用快捷键 110

4.8 打印和归档 111

4.8.1 打印 111

4.8.2 归档 112

4.9 用TIA博途软件创建一个完整的项目 114

4.10 使用帮助 121

4.10.1 查找关键字或者功能 121

4.10.2 使用帮助 122

4.11 安装支持包和GSD文件 123

4.11.1 安装支持包 123

4.11.2 安装GSD文件 125

第5章 S7-1200/1500 PLC的编程语言 127

5.1 S7-1200/1500 PLC的编程基础知识 127

5.1.1 数制 127

5.1.2 数据类型 128

5.1.3 S7-1200/1500 PLC的存储区 136

5.1.4 全局变量与区域变量 141

5.1.5 编程语言 141

5.2 变量表、监控表和强制表的应用 142

5.2.1 变量表 142

5.2.2 监控表 145

5.2.3 强制表 149

5.3 位逻辑运算指令 150

5.4 定时器和计数器指令 161

5.4.1 SIMATIC定时器 161

5.4.2 IEC定时器 170

5.4.3 SIMATIC计数器 173

5.4.4 IEC计数器 177

5.5 移动操作指令 180

5.6 比较指令 185

5.7 转换指令 188

5.8 数学函数指令 195

5.9 移位和循环指令 204

5.10 字逻辑运算指令 209

5.11 程序控制指令 213

5.12 实例 214

5.12.1 电动机的控制 214

5.12.2 定时器和计数器应用 221

第6章 S7-1200/1500 PLC的程序结构 225

6.1 TIA博途软件编程方法简介 225

6.2 函数、数据块和函数块 226

6.2.1 块的概述 226

6.2.2 函数（FC）及其应用 227

6.2.3 数据块（DB）及其应用 232

6.2.4 PLC定义数据类型（UDT）及其应用 236

6.2.5 函数块（FB）及其应用 238

6.3 多重背景 241

6.3.1 多重背景的简介 241

6.3.2 多重背景的应用 242

6.4 组织块（OB）及其应用 247

6.4.1 中断的概述 247

6.4.2 启动组织块及其应用 248

6.4.3 主程序（OB1） 249

6.4.4 循环中断组织块及其应用 249

6.4.5 时间中断组织块及其应用 251

6.4.6 延时中断组织块及其应用 253

6.4.7 硬件中断组织块及其应用 255

6.4.8 错误处理组织块 255

6.5 实例 257

第7章 S7-1200/1500 PLC的编程方法与调试 261

7.1 功能图 261

7.1.1 功能图的画法 261

7.1.2 梯形图编程的原则 267

7.2 逻辑控制的梯形国编程方法 268

7.2.1 经验设计法 268

7.2.2 功能图设计法 270

7.3 S7-1500 PLC的调试方法 280

7.3.1 程序信息 280

7.3.2 交叉引用 282

7.3.3 比较功能 283

7.3.4 用变量表进行调试 286

7.3.5 用监控表进行调试 290

7.3.6 用强制表进行调试 293

7.3.7 使用PLCSIM软件进行调试 295

7.3.8 使用Trace跟踪变量 300

7.4 实例 303

第8章 西门子PLC的SCL和GRAPH编程 310

8.1 西门子PLC的SCL编程 310

8.1.1 S7-SCL简介 310

8.1.2 S7-SCL程序编辑器 311

8.1.3 S7-SCL编程语言基础 312

8.1.4 寻址 318

8.1.5 控制语句 321

8.1.6 SCL块 323

8.1.7 S7-SCL应用举例 323

8.2 西门子PLC的GRAPH编程 331

8.2.1 S7-GRAPH简介 331

8.2.2 S7-GRAPH应用基础 332

8.2.3 S7-GRAPH应用举例 338

第2篇 应用精通篇 344

第9章 S7-1200/1500 PLC的通信及其应用 344

9.1 通信基础知识 344

9.1.1 通信的基本概念 344

9.1.2 PLC网络的术语解释 345

9.1.3 RS-485标准串行接口 347

9.1.4 OSI参考模型 348

9.2 现场总线概述 349

9.2.1 现场总线的概念 349

9.2.2 主流现场总线的简介 349

9.2.3 现场总线的特点 350

9.2.4 现场总线的现状 350

9.2.5 现场总线的发展 350

9.3 PROFIBUS通信及其应用 351

9.3.1 PROFIBUS通信概述 351

9.3.2 PROFIBUS总线拓扑结构 352

9.3.3 S7-1500 PLC与ET200MP的PROFIBUS-DP通信 355

9.3.4 S7-1500 PLC与S7-1500 PLC间的PROFIBUS-DP通信 360

9.4 以太网通信及其应用 366

9.4.1 以太网通信基础 366

9.4.2 S7-1500 PLC的以太网通信方式 369

9.4.3 S7-1500 PLC之间的OUC通信及其应用 370

9.4.4 S7-1500 PLC与S7-1200 PLC之间的OUC通信（TCP）及其应用 377

9.4.5 S7-1200 PLC与S7-1200 PLC之间的OUC通信（UDP）及其应用 383

9.4.6 S7-1500 PLC之间的S7通信及其应用 392

9.4.7 S7-1500 PLC与S7-1200 PLC之间的S7通信及其应用 398

9.4.8 S7-1500 PLC与远程IO模块的PROFINET IO通信及其应用 402

9.4.9 S7-1500 PLC之间的PROFINET IO通信及其应用 409

9.4.10 S7-1500 PLC之间的MODBUS TCP通信及其应用 412

9.4.11 S7-1500 PLC与S7-1200 PLC之间的MODBUS TCP通信及其应用 421

9.5 串行通信 426

9.5.1 S7-1200 PLC与S7-1200 PLC之间的Modbus RTU通信 426

9.5.2 S7-1200 PLC与SINAMICS G120变频器之间的USS通信 433

第10章 工艺功能及其应用 442

10.1 PLC的高速计数器及其应用 442

10.1.1 高速计数器简介 442

10.1.2 高速计数器的应用 445

10.2 PLC在运动控制中的应用 451

10.2.1 运动控制简介 451

10.2.2 伺服控制简介 452

10.2.3 S7-1200 PLC的运动控制功能 453

10.2.4 S7-1200 PLC的运动控制指令 454

10.2.5 S7-1200 PLC的运动控制实例 456

10.3 PWM 471

10.3.1 PWM功能简介 471

10.3.2 PWM功能应用举例 471

10.4 PLC在过程控制中的应用 475

10.4.1 PID控制原理简介 475

10.4.2 PID控制器的参数整定 478

10.4.3 PID指令简介 480

10.4.4 PID控制应用 481

第11章 西门子人机界面（HMI）应用 491

11.1 人机界面简介 491

11.1.1 初识人机界面 491

11.1.2 西门子常用触摸屏的产品简介 491

11.1.3 触摸屏的通信连接 492

11.2 使用变量与系统函数 493

11.2.1 变量分类与创建 493

11.2.2 系统函数 494

11.3 画面组态 497

11.3.1 按钮组态 497

11.3.2 I/O域组态 499

11.3.3 开关组态 500

11.3.4 图形输入输出对象组态 502

11.3.5 时钟和日期的组态 502

11.3.6 符号I/O域组态 503

11.3.7 图形I/O域组态 504

11.3.8 画面的切换 506

11.4 用户管理 509

11.4.1 用户管理的基本概念 509

11.4.2 用户管理的组态 509

11.5 报警组态 514

11.5.1 报警组态简介 514

11.5.2 离散量报警组态 515

11.6 创建一个简单的HMI项目 518

11.6.1 一个简单的HMI项目技术要求描述 518

11.6.2 一个简单的HMI项目创建步骤 518

第12章 S7-1200/1500 PLC的故障诊断技术 527

12.1 PLC控制系统的故障诊断概述 527

12.1.1 引发PLC故障的外部因素 527

12.1.2 PLC的故障类型和故障信息 528

12.1.3 PLC故障诊断方法 529

12.1.4 PLC外部故障诊断方法 529

12.1.5 S7-1500 PLC诊断简介 533

12.2 通过模块或通道的LED灯诊断故障 533

12.2.1 通过模块的LED灯诊断故障 533

12.2.2 通过模块通道的LED灯诊断故障 534

12.3 通过TIA博途软件的PG/PC诊断故障 534

12.4 通过PLC的Web服务器诊断故障 536

12.5 通过PLC的显示屏诊断故障 541

12.5.1 显示屏面板简介 541

12.5.2 用显示屏面板诊断故障 541

12.6 通过用户程序诊断故障 542

12.6.1 用LED指令诊断故障 543

12.6.2 用DeviceStates指令诊断故障 544

12.6.3 用ModuleStates指令诊断故障 546

12.7 通过报警指令诊断故障 548

12.8 在HMI上通过调用诊断控件诊断故障 552

12.9 利用WinCC诊断故障 555

12.10 通过自带诊断功能的模块诊断故障 559

12.11 利用诊断面板诊断故障 562

12.12 通过SIMATIC Automation Tool诊断故障 563

12.12.1 SIMATIC Automation Tool功能 563

12.12.2 SIMATIC Automation Tool诊断故障 564

第13章 TIA博途软件的其他常用功能 566

13.1 移植 566

13.1.1 移植S7-300/400 PLC项目到TIA博途软件的必要条件 566

13.1.2 从S7-300/400 PLC的项目移植到S7-1500 PLC项目 567

13.1.3 从WinCC Flexible 2008项目移植到TIA博途软件 572

13.2 库功能 576

13.2.1 库的概念 576

13.2.2 项目库类型的使用 576

13.2.3 项目库主模板的使用 578

13.2.4 全局库的使用 579

第14章 S7-1200/1500 PLC工程应用 581

14.1 送料小车自动往复运动的PLC控制 581

14.1.1 系统软硬件配置 582

14.1.2 编写程序 583

14.2 啤酒灌装线系统的PLC控制 587

14.2.1 系统软硬件配置 587

14.2.2 编写程序 588

14.3 刨床的PLC控制 593

14.3.1 系统软硬件配置 593

14.3.2 编写程序 599

参考文献 604

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