本书从基础和实用出发，全面系统地介绍了西门子S7-1200 PLC的编程及应用，具体内容包括PLC概述，S7-1200 PLC的硬件和软件系统，S7-1200 PLC的指令应用，函数、函数块、数据块和组织块及其应用，SCL编程及PLC程序设计方法，S7-1200 PLC的工艺功能及其应用，S7-1200 PLC通信等。

本书内容丰富且重点突出，强调知识的实用性，重视对学生实践技能的培养，同时注重激发学生的学习兴趣。每章配有典型、实用的案例，共39个，另外配有作业（附答案），供读者练习巩固。

本书可以作为高等职业院校本科及专科层次机械类、电气类和电子信息类专业的教材，也可以作为中职、技工院校等相关专业的教材，还可以供工程技术人员参考。

为方便教学，本书配有电子教案、电子课件、习题及答案、模拟试卷等，凡选用本书作为授课教材的教师，均可登录机械工业出版社教育服务网（www. cmpedu. com）免费下载。咨询电话：01088379375。

前　言

二维码索引

第1 章　PLC 概述  1

1.1 认识PLC  1

1.1.1 PLC 是什么 1

1.1.2 PLC 的发展历史 2

1.1.3 PLC 的应用范围 2

1.1.4 PLC 的分类与性能指标 3

1.1.5 国内外知名PLC 4

1.2 PLC 的结构和工作原理  5

1.2.1 PLC 的硬件组成 5

1.2.2 PLC 的工作原理 8

1.2.3 PLC 的发展趋势 10

1.3 自动化技术助推绿色发展  10

作业  11

第2 章　S7-1200 PLC 的硬件和软件系统 13

2.1 S7-1200 PLC 体系及CPU 模块的接线  13

2.1.1 西门子PLC 13

2.1.2 S7-1200 PLC 体系 14

2.1.3 S7-1200 PLC 的CPU 模块及接线 16

2.2 S7-1200 PLC 的数据类型与数据存储区  22

2.2.1 数据类型 22

2.2.2 S7-1200 PLC 的存储区 25

2.3 TIA Portal（博途）软件的安装与使用  28

2.3.1 TIA Portal（博途）软件 28

2.3.2 TIA Portal 软件的安装及注意事项 29

2.3.3 案例2-1：用离线组态法创建博途项目实现电动机的点动控制 30

2.3.4 案例2-2：用在线检测法创建博途项目实现电动机的点动控制 43

2.4 S7-1200 PLC 的扩展模块及接线  50

2.4.1 S7-1200 PLC 数字量扩展模块及接线 50

2.4.2 S7-1200 PLC 模拟量扩展模块及接线 52

2.4.3 S7-1200 PLC 通信模块 54

2.4.4 案例2-3：离心机控制系统设计 55

作业  59

第3 章　S7-1200 PLC 的指令应用 61

3.1 S7-1200 PLC 的编程基础  61

3.1.1 全局变量与区域变量 61

3.1.2　编程语言 62

3.2 位逻辑运算指令  62

3.2.1 触点、线圈指令及其相关逻辑 63

3.2.2 案例3-1：电动机起停控制 64

3.2.3 案例3-2：电动机多地起停控制 66

3.2.4 置位、复位、置位位域和复位位域指令 66

3.2.5 复位/ 置位触发器与置位/ 复位触发器指令 68

3.2.6 案例3-3：电动机正反转控制 68

3.2.7 上升沿和下降沿指令 70

3.2.8 案例3-4：电动机单键起停控制 72

3.3 定时器指令  74

3.3.1 通电延时定时器（TON） 75

3.3.2 案例3-5：输送带节能运行控制 76

3.3.3 案例3-6：“气炮”的运行控制 78

3.3.4 断电延时定时器（TOF） 79

3.3.5 案例3-7：鼓风机运行控制 80

3.3.6 时间累加器（TONR） 81

3.3.7 案例3-8：三级输送机运行控制 82

3.4 计数器指令  85

3.4.1 加计数器（CTU） 85

3.4.2 案例3-9：密码锁运行控制 86

3.4.3 减计数器（CTD） 87

3.5 移动操作指令、比较指令和转换指令  88

3.5.1 移动操作指令 88

3.5.2　案例3-10：电动机- △减压起动控制 89

3.5.3 比较指令 91

3.5.4 案例3-11：喷泉周期喷水控制 93

3.5.5　转换指令 95

3.5.6 案例3-12：温度监测和风机换新风节能系统控制 98

3.6 数学函数指令、移位和循环指令  101

3.6.1 数学函数指令 101

3.6.2 案例3-13：三档电加热炉的控制 106

3.6.3 移位和循环指令 107

3.6.4 案例3-14：节能彩灯花样变化控制 109

3.7 程序的调试与故障诊断  110

3.7.1 程序的调试 110

3.7.2 故障诊断 110

作业  111

第4 章　函数、函数块、数据块和组织块及其应用 116

4.1 块、函数和组织块  116

4.1.1　块的概述 116

4.1.2 函数（FC）及其应用 118

4.1.3 案例4-1：电动机正反转控制 120

4.1.4 组织块（OB）及其应用 122

4.1.5 案例4-2：数字滤波程序设计 127

4.2 数据块和函数块  129

4.2.1 数据块（DB）及其应用 129

4.2.2 案例4-3：数码管显示控制 133

4.2.3 函数块（FB） 135

4.2.4 案例4-4：风机软起动控制 136

4.2.5 案例4-5：十字路口交通灯控制 139

4.2.6 多重背景数据块 141

作业  143

第5 章　SCL 编程及PLC 程序设计方法 145

5.1 西门子PLC 的SCL 编程  145

5.1.1 SCL 编程 145

5.1.2 SCL 编辑器 146

5.1.3 SCL 编程基础 147

5.1.4 控制语句 149

5.1.5 案例5-1：用SCL 编写电动机起停控制程序 151

5.1.6 案例5-2：用SCL 编写英寸转换成毫米的程序 152

5.1.7 案例5-3：用SCL 编写鼓风机起停控制程序 153

5.1.8 案例5-4：用SCL 编写计算“字”中“1”的个数的程序 153

5.2 功能图  154

5.2.1 功能图的设计方法 154

5.2.2 功能图设计的注意点 159

5.3 PLC 逻辑控制程序的设计方法及其应用  160

5.3.1 经验设计法及其应用 160

5.3.2 功能图设计法及其应用 161

5.3.3 案例5-5：用“起保停”方法编写节能灯控制程序 162

5.3.4 案例5-6：用MOVE 指令编写节能灯控制程序 164

5.3.5 案例5-7：用SCL 语言编写节能灯控制程序 165

5.3.6 案例5-8：逻辑控制综合应用——搅拌机控制 170

5.3.7 案例5-9：用AI 软件生成PLC 程序 174

作业  176

第6 章　S7-1200 PLC 的工艺功能及其应用 178

6.1 S7-1200 PLC 的高速计数器及其应用  178

6.1.1 S7-1200 PLC 高速计数器的工作模式 178

6.1.2 S7-1200 PLC 高速计数器的硬件输入与寻址 180

6.1.3 案例6-1：光电编码器测量距离 183

6.1.4 案例6-2：光电编码器测量转速 186

6.2 S7-1200 PLC 的运动控制及其应用  188

6.2.1 步进驱动系统 188

6.2.2 S7-1200 PLC 运动控制指令 189

6.2.3 案例6-3：S7-1200 PLC 对步进驱动系统的速度控制 192

6.2.4 案例6-4：S7-1200 PLC 对步进驱动系统的位置控制 198

作业  202

第7 章　S7-1200 PLC 通信 204

7.1 PLC 通信基础  204

7.1.1 通信的基本概念 204

7.1.2 现场总线 206

7.1.3 案例7-1：建筑垃圾资源化处理生产线的通信方案（拓扑结构）设计 207

7.2 PROFINET IO 通信及其应用  209

7.2.1 PROFINET IO 通信 209

7.2.2 案例7-2：建筑垃圾资源化处理生产线中S7-1200/1500 PLC 与

ET200SP 的PROFINET IO 通信 210

7.3 Modbus-RTU 通信及其应用  216

7.3.1 Modbus 通信 216

7.3.2 Modbus 通信指令 216

7.3.3 案例7-3：建筑垃圾资源化处理生产线中S7-1200 PLC 与

智能仪表的Modbus-RTU 通信 218

7.4 S7 通信及其应用  222

7.4.1 S7 通信 222

7.4.2　S7 指令 222

7.4.3 案例7-4：建筑垃圾资源化处理生产线中S7-1500 PLC 与

S7-1200 PLC 的S7 通信 224

作业  229

参考文献 231