本书通过大量的例程和视频教程，深入浅出地介绍了S7-1200/1500 PLC的硬件与硬件组态、编程软件和仿真软件的使用方法、指令应用、程序结构、S7-Graph和SCL应用、多种通信网络和通信服务的组态与编程、故障诊断、精简系列面板的组态与仿真，以及PID控制器的参数整定方法和纯软件仿真，还介绍了易学易用的开关量控制系统的顺序控制编程方法。

本书根据S7-1200/1500 PLC当前最新的硬件和TIA博途V18版改写，详细介绍了仿真软件S7-PLCSIM V18的使用方法，与第2版相比，本书增加了对网络控制系统故障诊断的仿真和用触摸屏的系统诊断视图诊断故障的仿真；还介绍了用S7-PLCSIM Advanced对OPC UA通信和Web服务器的仿真；增加了20个视频教程和几个例程。

本书的配套资源提供了80多个视频教程、90多个例程、大量的用户手册，以及V18版的STEP 7、WinCC Unified和S7-PLCSIM。扫描正文中的二维码，可以观看指定的视频教程。

本书注重实际，强调应用，主要供工程技术人员使用，对S7-1200/ 1500 PLC的用户也有很大的参考价值。

前言

第1章  S7-1200/1500的硬件与硬件组态1

1.1  S7-1200的硬件1

1.1.1  S7-1200的硬件结构1

1.1.2  CPU模块2

1.1.3  信号板与信号模块5

1.1.4  集成的通信接口与通信模块7

1.2  S7-1500的硬件8

1.2.1  CPU模块8

1.2.2  CPU的前面板13

1.2.3  信号模块14

1.2.4  工艺模块与通信模块15

1.3  分布式I/O17

1.3.1  ET 200SP分布式I/O17

1.3.2  其他分布式I/O19

1.4  TIA博途与仿真软件的安装20

1.5  TIA博途使用入门22

1.6  S7-1200/1500 CPU的参数设置27

1.6.1  硬件组态的基本方法27

1.6.2  组态PROFINET接口28

1.6.3  组态CPU的其他参数33

1.6.4  S7-1500的硬件组态38

1.7  S7-1200/1500输入/输出的组态41

1.7.1  S7-1200输入/输出点的参数设置41

1.7.2  S7-1500信号模块的参数设置45

第2章  S7-1200/1500程序设计基础50

2.1  S7-1200/1500的编程语言50

2.2  PLC的工作原理与用户程序结构简介52

2.2.1  逻辑运算52

2.2.2  PLC的工作过程53

2.2.3  用户程序结构简介57

2.3  物理存储器与系统存储器区59

2.3.1  物理存储器59

2.3.2  系统存储器区61

2.4  数制、编码与数据类型63

2.4.1  数制与编码63

2.4.2  基本数据类型65

2.4.3  全局数据块与复杂数据类型68

2.4.4  参数类型与指针71

2.4.5  其他数据类型73

2.5  编写用户程序与使用变量表75

2.5.1  编写用户程序75

2.5.2  使用变量表与帮助功能79

2.6  用户程序的下载与仿真81

2.6.1  下载与上传用户程序81

2.6.2  用户程序的仿真调试84

2.7  用STEP 7调试程序89

2.7.1  用程序状态调试程序89

2.7.2  用监控表监控与强制变量90

第3章  S7-1200/1500的指令95

3.1  位逻辑指令95

3.2  定时器指令与计数器指令100

3.2.1  定时器指令100

3.2.2  计数器指令105

3.3  数据处理指令106

3.3.1  比较操作指令106

3.3.2  使能输入与使能输出107

3.3.3  转换操作指令109

3.3.4  移动操作指令112

3.3.5  移位指令与循环移位指令114

3.4  数学运算指令116

3.4.1  数学函数指令116

3.4.2  字逻辑运算指令119

3.5  程序控制指令121

3.6  日期和时间指令122

3.7  字符串转换指令与字符串指令124

3.7.1  字符串转换指令124

3.7.2  字符串指令125

3.8  高速脉冲输出与高速计数器126

3.8.1  高速脉冲输出126

3.8.2  高速计数器128

3.8.3  高速脉冲输出与高速计数器实验130

3.8.4  用高速计数器测量频率的实验133

第4章  S7-1200/1500的用户程序结构135

4.1  函数与函数块135

4.1.1  生成与调用函数135

4.1.2  生成与调用函数块138

4.1.3  多重背景142

4.2  间接寻址144

4.3  中断事件与中断组织块146

4.3.1  事件与组织块146

4.3.2  程序循环、启动与循环中断组织块148

4.3.3  时间中断组织块151

4.3.4  硬件中断组织块152

4.3.5  用事件仿真功能调试硬件中断程序154

4.3.6  中断连接指令与中断分离指令155

4.3.7  延时中断组织块156

4.4  交叉引用表与程序信息158

4.4.1  交叉引用表158

4.4.2  分配列表160

4.4.3  调用结构、从属性结构与资源162

第5章  顺序控制设计法与SCL编程语言165

5.1  梯形图的经验设计法165

5.2  顺序控制设计法与顺序功能图169

5.2.1  顺序功能图的基本元件169

5.2.2  顺序功能图的基本结构172

5.2.3  顺序功能图中转换实现的基本规则174

5.3  使用置位/复位指令的顺序控制梯形图设计方法175

5.3.1  单序列的编程方法175

5.3.2  选择序列与并行序列的编程方法178

5.3.3  专用钻床的顺序控制程序设计179

5.4  顺序功能图语言S7-Graph183

5.4.1  S7-Graph语言概述183

5.4.2  使用S7-Graph编程的例子184

5.4.3  顺控器中的动作与条件191

5.5  SCL编程语言193

5.5.1  SCL程序编辑器193

5.5.2  SCL基础知识195

5.5.3  SCL程序控制指令197

5.5.4  SCL的间接寻址203

5.5.5  SCL应用举例206

第6章  S7-1200/1500的通信功能209

6.1  网络通信基础209

6.1.1  计算机通信的国际标准209

6.1.2  SIMATIC通信网络212

6.1.3  工业以太网概述214

6.2  PROFINET IO与PROFIBUS-DP网络通信216

6.2.1  S7-1200 CPU作IO控制器216

6.2.2  S7-1500 CPU和ET 200SP CPU作IO控制器219

6.2.3  S7-1200作智能IO设备220

6.2.4  PROFIBUS-DP网络通信223

6.3  基于以太网的开放式用户通信224

6.3.1  ISO-on-TCP和TCP通信224

6.3.2  UDP通信229

6.3.3  S7-1200/1500与其他S7 PLC之间的开放式用户通信231

6.4  S7通信232

6.4.1  S7-1200/1500之间的单向S7通信232

6.4.2  S7-1500之间的双向S7通信235

6.4.3  S7-1200/1500与其他S7 PLC之间的S7通信237

6.5  OPC UA通信239

6.5.1  组态OPC UA通信的服务器239

6.5.2  非安全通信方式访问OPC UA服务器241

6.5.3  安全通信方式访问OPC UA服务器245

6.6  点对点通信247

6.6.1  串行通信概述247

6.6.2  点对点通信的组态与编程248

6.7  Modbus协议通信251

6.7.1  Modbus RTU主站的编程251

6.7.2  Modbus RTU从站的编程与通信实验254

6.7.3  Modbus TCP通信255

6.8  S7-1200与变频器的USS协议通信258

6.8.1  硬件接线与变频器参数设置258

6.8.2  S7-1200的组态与编程260

6.8.3  S7-1200与变频器通信的实验262

6.9  S7-1500与G120变频器的通信263

6.9.1  S7-1500通过通信监控变频器263

6.9.2  S7-1500通过周期性通信读写变频器参数267

6.9.3  基于SINAMICS Startdrive的变频器组态271

第7章  S7-1200/1500的故障诊断273

7.1  与故障诊断有关的中断组织块273

7.1.1  与故障有关的中断组织块273

7.1.2  时间错误中断组织块274

7.2  用TIA博途诊断故障275

7.2.1  S7-1200 CPU的故障诊断275

7.2.2  网络控制系统故障诊断的仿真实验278

7.2.3  用在线和诊断视图诊断S7-1500的故障282

7.2.4  用网络视图和设备视图诊断S7-1500的故障284

7.3  用CPU的Web服务器诊断故障287

7.4  用S7-1500的LED和CPU显示屏诊断故障290

7.5  用程序诊断故障293

7.5.1  用诊断指令诊断故障293

7.5.2  通过用户自定义报警诊断故障295

7.5.3  用模块的值状态功能检测故障297

第8章  精简系列面板的组态与应用299

8.1  精简系列面板299

8.2  精简系列面板的画面组态301

8.2.1  组态软件的基本操作301

8.2.2  组态指示灯与按钮303

8.2.3  组态文本域与I/O域307

8.3  人机界面的仿真与运行309

8.3.1  PLC与HMI的集成仿真309

8.3.2  用系统诊断视图诊断故障的仿真实验311

8.3.3  HMI与PLC通信的组态与操作314

第9章  S7-1200/1500在模拟量闭环控制中的应用317

9.1  模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令317

9.1.1  模拟量闭环控制系统317

9.1.2  PID_Compact指令的算法与参数319

9.1.3  PID_Compact指令的组态与调试320

9.2  PID参数的物理意义与手动整定方法323

9.2.1  PID参数的物理意义323

9.2.2  PID参数的手动整定方法325

9.2.3  PID参数的手动整定实验325

9.3  PID参数自整定328

附录  配套资源简介332

参考文献 335