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●第1篇基础入门篇
第1章可编程序控制器（PLC）基础2
1.1概述2
1.1.1PLC的发展历史2
1.1.2PLC的主要特点3
1.1.3PLC的应用范围3
1.1.4PLC的分类与性能指标4
1.1.5PLC与继电器系统的比较5
1.1.6PLC与微机的比较5
1.1.7PLC的发展趋势6
1.1.8国内PLC的应用6
1.2PLC的结构和工作原理7
1.2.1PLC的硬件组成7
1.2.2PLC的工作原理10
1.2.3PLC的立即输入、输出功能12
第2章S7-1200PLC的硬件13
2.1S7-1200PLC概述13
2.1.1西门子PLC简介13
2.1.2S7-1200PLC的性能特点14
2.2S7-1200PLC常用模块及其接线15
2.2.1S7-1200PLC的CPU模块及接线16
2.2.2S7-1200PLC数字量扩展模块及接线21
2.2.3S7-1200PLC模拟量模块25
2.2.4S7-1200PLC信号板及接线31
2.2.5S7-1200PLC通信模块33
2.2.6其他模块33
第3章S7-1500PLC的硬件35
3.1S7-1500PLC的性能特点35
3.2S7-1500PLC常用模块及其接线36
3.2.1电源模块36
3.2.2S7-1500PLC的CPU模块及其附件37
3.2.3S7-1500PLC信号模块及其接线45
3.2.4S7-1500PLC通信模块55
3.2.5S7-1500PLC工艺模块及接线56
3.2.6S7-1500PLC分布式模块57
3.3S7-1500PLC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
4.1TIA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
4.2TIAPortal视图与项目视图74
4.2.1TIAPortal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
4.4CPU参数配置83
4.4.1常规83
4.4.2PROFINET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
4.5S7-1500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S7-1200/1500PLC的编程语言127
5.1S7-1200/1500PLC的编程基础知识127
5.1.1数制127
5.1.2数据类型128
5.1.3S7-1200/1500PLC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
5.4.1SIMATIC定时器161
5.4.2IEC定时器170
5.4.3SIMATIC计数器173
5.4.4IEC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S7-1200/1500PLC的程序结构225
6.1TIA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
6.2.4PLC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S7-1200/1500PLC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逻辑控制的梯形图编程方法268
7.2.1经验设计法268
7.2.2功能图设计法270
7.3S7-1500PLC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
8.1.1S7-SCL简介310
8.1.2S7-SCL程序编辑器311
8.1.3S7-SCL编程语言基础312
8.1.4寻址318
8.1.5控制语句321
8.1.6SCL块323
8.1.7S7-SCL应用举例323
8.2西门子PLC的GRAPH编程331
8.2.1S7-GRAPH简介331
8.2.2S7-GRAPH应用基础332
8.2.3S7-GRAPH应用举例338
第2篇应用精通篇
第9章S7-1200/1500PLC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
9.1.2PLC网络的术语解释345
9.1.3RS-485标准串行接口347
9.1.4OSI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
9.3PROFIBUS通信及其应用351
9.3.1PROFIBUS通信概述351
9.3.2PROFIBUS总线拓扑结构352
9.3.3S7-1500PLC与ET200MP的PROFIBUS-DP通信355
9.3.4S7-1500PLC与S7-1500PLC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
9.4.2S7-1500PLC的以太网通信方式369
9.4.3S7-1500PLC之间的OUC通信及其应用370
9.4.4S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的OUC通信（TCP）及其应用377
9.4.5S7-1200PLC与S7-1200PLC之间的OUC通信（UDP）及其应用383
9.4.6S7-1500PLC之间的S7通信及其应用392
9.4.7S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的S7通信及其应用398
9.4.8S7-1500PLC与远程IO模块的PROFINETIO通信及其应用402
9.4.9S7-1500PLC之间的PROFINETIO通信及其应用409
9.4.10S7-1500PLC之间的MODBUSTCP通信及其应用412
9.4.11S7-1500PLC与S7-1200PLC之间的MODBUSTCP通信及其应用421
9.5串行通信426
9.5.1S7-1200PLC与S7-1200PLC之间的ModbusRTU通信426
9.5.2S7-1200PLC与SINAMICSG120变频器之间的USS通信433
第10章工艺功能及其应用442
10.1PLC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
10.2PLC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
10.2.3S7-1200PLC的运动控制功能453
10.2.4S7-1200PLC的运动控制指令454
10.2.5S7-1200PLC的运动控制实例456
10.3PWM471
10.3.1PWM功能简介471
10.3.2PWM功能应用举例471
10.4PLC在过程控制中的应用475
10.4.1PID控制原理简介475
10.4.2PID控制器的参数整定478
10.4.3PID指令简介480
10.4.4PID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
11.3.2I/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S7-1200/1500PLC的故障诊断技术527
12.1PLC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
12.1.2PLC的故障类型和故障信息528
12.1.3PLC故障诊断方法529
12.1.4PLC外部故障诊断方法529
12.1.5S7-1500PLC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SIMATICAutomationTool诊断故障563
12.12.1SIMATICAutomationTool功能563
12.12.2SIMATICAutomationTool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S7-300/400PLC项目到TIA博途软件的必要条件566
13.1.2从S7-300/400PLC的项目移植到S7-1500PLC项目567
13.1.3从WinCCFlexible2008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S7-1200/1500PLC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