前言

第一章西门子S71200PLC的硬件结构与功能1

第一节PLC的工作原理、结构和特点2

第二节PLC控制系统的设计方法9

第三节西门子S71200PLC的硬件系统11

第二章西门子编程软件博途TIAPortal 20

第一节西门子博途TIAPortal的软件介绍20

第二节创建TIAPortalV15的新项目26

第三节西门子S71200PLC项目的硬件组态28

第四节西门子S71200PLC的程序结构与程序元素43

第三章西门子S71200PLC基本指令的编程60

第一节位逻辑运算指令的编程60

第二节置位S/复位R和边沿触发指令的编程64

第三节置位/复位指令SR的编程71

第四节缩放SCALE和复位/置位RS指令的编程75

第五节运算指令的编程83

第六节比较指令的编程90

第七节定时器指令的编程97

第八节计数器指令的编程106

第四章西门子S71200PLC逻辑块和PID功能块的编程113

第一节S71200中块的深入理解113

第二节FC在电动机正反转运行中的实战应用120

第三节功能块FB在龙门刨床控制系统中的实战应用124

第四节PID控制器的实战应用137

第五章HMI与伺服驱动V90的实战应用148

第一节西门子HMI的深入理解148

第二节伺服驱动器V90 155

第三节HMI和S71200PLC对控制器V90的速度和位置控制160

第六章变频器V20的深入理解与实战应用176

第一节变频器的工作与节能原理和常用控制方案176

第二节使用选择开关控制变频器V20启停的实战应用189

第三节变频器V20控制电动机正反转运行的实战应用192

第四节选择开关和加减速按钮控制变频器V20运行的实战应用195

第五节电位计控制变频器V20调速的实战应用196

第六节使用模拟通道1控制变频器V20速度的实战应用197

第七节西门子S71200PLC控制变频器V20的实战应用198

第七章西门子S71200PLC的网络通信201

第一节西门子S71200PLC网络通信的深入理解201

第二节西门子S71200PLC与V20的USS通信控制的实战应用203

第三节西门子S71200PLC与第三方变频器的PROFINET通信214

第四节西门子S71500PLC与S71200PLC的S7通信231

第五节西门子S71200PLC与G120的ModbusRTU 网络通信245

第八章西门子S71200PLC的项目调试252

第一节西门子S71200项目的存储与下载252

第二节西门子S71200项目仿真实战应用255"

PLC 技术自问世以来便在工业控制领域发挥了十分重要的作用，随着自动化、信息化和远程化的发展，工业控制系统也变得越来越复杂，实现自动化、信息化、远程化以及智能化，是目前工业控制领域发展的必然趋势，因此， PLC 技术必然有着更为广阔的应用前景。本书主要介绍西门子S7-1200 PLC 的硬件结构、功能、基本指令编程以及实战应用，并通过视频的方式扩展了大量的知识点。

全书共八章，分别介绍了西门子S7-1200 PLC 的硬件结构与功能，西门子编程软件博途TIA Portal，西门子S7-1200 PLC 基本指令的编程，西门子S7-1200 PLC 逻辑块和PID 功能块的编程，HMI 与伺服驱动V90 的实战应用，变频器V20 的深入理解与实战应用，西门子S7-1200 PLC 的网络通信，西门子S7-1200 PLC 的项目调试。

本书注重实用性，内容深入浅出、循序渐进，能够帮助读者深入理解西门子S7-1200 PLC，并且能够迅速学以致用。本书适合工程技术人员培训或自学使用，也可供高等院校相关专业的师生参考阅读，对PLC 用户也具有一定参考价值。

《S7-1200PLC编程及应用(第2版)》通过几十个例程，深入浅出地介绍了西门子公司新一代小型PLC S7-1200的硬件组成、硬件和网络组态的方法、指令系统应用、用户程序结构，高速输入/高速输出、各种通信功能、PID闭环控制的组态、编程和调试方法，精简系列面板的组态与仿真、故障诊断与提高PLC控制系统可靠性的措施。还介绍了一整套数字量控制系统梯形图的先进完整的设计方法。

随书光盘附有STEP 7 Basic中文版、S7-1200 PLC与精简系列面板的用户手册和产品样本，以及作者编写的与正文配套的大量的例程和视频教程。

《S7-1200 PLC编程及应用(第2版)》可供工程技术人员学习S7-1200的编程和应用时使用，也可以作高校机电类各专业的教材。

第1章西门子S7-1200 PLC入门知识

11西门子S7-1200 PLC的硬件组成

111西门子S7-1200 PLC的硬件概述

112西门子S7-1200 PLC模块的基本构成

113西门子S7-1200 PLC的常见扩展模块

12TIA Portal软件

121TIA Portal软件的概述

122TIA Portal软件的安装

13西门子S7-1200 PLC的初次使用

131【实例1】三相电动机直接启动控制

132以太网通信的连接方式

14数据类型与程序结构

141西门子S7-1200 PLC的物理存储器

142西门子S7-1200 PLC的基本数据类型

143位、字节、字与双字的寻址

144用户程序的执行

145西门子S7-1200 PLC实现控制的过程

第2章西门子S7-1200 PLC控制指示灯

21位逻辑

211位逻辑指令概述

212逻辑“与”“或”“非”操作

213取反逻辑与取反线圈

214置位和复位

215边沿识别指令

216【实例2】用三个开关控制一个照明灯

217【实例3】用四个开关控制一个照明灯

218【实例4】抢答器

22定时器

221定时器的种类

222TON指令

223TOF和TP定时器

224【实例5】延时开延时关的指示灯

225【实例6】按一定频率闪烁指示灯

23计数器

231计数器的种类

232CTU计数器

233CTD计数器

234CTUD计数器

235【实例7】生产线产量计数指示灯

236【实例8】展厅人数指示

24比较、运算和移动指令

241比较指令

242数学运算指令

243移动指令

244【实例9】单按钮控制灯

245【实例10】用一个按钮控制四个灯（先亮后灭）

246【实例11】用一个按钮控制四个灯（先亮先灭）

第3章西门子S7-1200 PLC控制电动机

31电动机的基本控制

311【实例12】电动机的正/反转控制

312【实例13】三相电动机的星—三角启动

32电动机的顺序控制

321【实例14】四台电动机顺序定时启动，同时停止

322【实例15】四台电动机顺序定时启动，顺序定时停止

33电动机的报警控制

331【实例16】预警启动

332【实例17】单按钮定时预警启/停控制

333【实例18】皮带跑偏报警控制

34电动机的软启动控制

341PWM控制的基本概念

342西门子S7-1200 PLC的PWM应用

343【实例19】电动机软启动、软停止的控制

344【实例20】两台电动机软启动、软停止的顺序控制

第4章西门子S7-1200 PLC的组态软件控制

41组态软件概念的引入

411开放式人机界面和组态软件

412组态软件的定义和特点

413组态软件的系统构成

414常用的组态软件

42组态王与西门子S7-1200 PLC的连接

421组态王软件的结构

422组态王与西门子S7-1200 PLC的连接

423【实例21】交通指示灯

43移位控制及其组态应用

431SHR右移指令和SHL左移指令

432ROR循环右移指令和ROL循环左移指令

433【实例22】6位单点移位

434【实例23】点数可调的单点移位

第5章西门子S7-1200 PLC的运动控制

51运动控制的基本概念

511运动控制的基本架构

512西门子S7-1200 PLC实现运动控制的基础

513西门子S7-1200 PLC PTO脉冲输出

514驱动器HB-4020M的特点及其与西门子S7-1200 PLC的接线

515步进电动机的基本工作原理及选型

52工艺对象“轴”的应用

521工艺对象“轴”的概念

522通过控制面板调试工艺“轴”

523诊断工艺“轴”

524运动控制相关的指令

525【实例24】单轴步进控制电动机

第6章西门子S7-1200 SCL编程

61SCL语言指令入门

611SCL语言指令的概述

612【实例25】每月天数计算

613【实例26】SIN(x)的计算

614【实例27】素数判断

62间接寻址SCL编程

621PEEK和POKE指令概述

622PEEK指令

623POKE指令

624【实例28】POKE指令输出到Q点

63数组SCL编程

631数组的概述

632【实例29】对数组进行排序

633【实例30】对8位数组进行读取并取反操作

64时钟和报警SCL编程

641时间指令

642【实例31】报警信号时间记录表

643【实例32】电动机故障停机时间记录

第7章西门子S7-1200 PLC的流程控制

71模拟量输入/输出与组态

711PLC处理模拟量的过程

712模拟量扩展模块

713模拟量输入/输出模块的选型

714【实例33】工业搅拌系统

715【实例34】输送带传动的模拟量控制

72PID指令及其应用

721PID的基本概念

722PID控制器

723【实例35】液压站压力PID的控制

第8章西门子S7-1200 PLC的以太网通信

81西门子S7-1200 PLC以太网的通信基础

811通信系统的标准化框架

812以太网常见的拓扑结构

813以太网常见的传输介质

814以太网的传输机制

815多个西门子S7-1200 PLC IP地址的设置

816配置多个西门子S7-1200 PLC之间的逻辑网络连接

817西门子S7-1200 PLC的以太网传输层通信协议

82两台西门子S7-1200 PLC的以太网通信实例

821【实例36】一个西门子S7-1200 PLC传送100个字节给

另外一个西门子S7-1200 PLC

822【实例37】一个西门子S7-1200 PLC传送4个开关量给

另外一个西门子S7-1200 PLC

83组态软件在西门子S7-1200 PLC以太网通信中的应用

831【实例38】用组态王监控两台西门子S7-1200 PLC

832西门子S7-1200 PLC、组态王及EXCEL之间的动态数据交换

参考文献

前言

第1章 概述

1.1 PLC的基本概念

1.1.1 PLC的基本结构

1.1.2 PLC的特点

1.1.3 PLC的应用领域

1.1.4 怎样下载西门子PLC的资料和软件

1.2 S7-1 200的程序结构与工作原理

1.2.1 逻辑运算

1.2.2 S7-1 200用户程序结构简介

1.2.3 PLC的工作原理

第2章 PLC的硬件与硬件组态

2.1 S7.1 200的硬件

2.1.1 CPU模块

2.1.2 信号板与信号模块

2.1.3 集成的通信接U与通信模块

2.2 STEP7Basic编程软件

2.2.1 STEP7Basic的特点

2.2.2 安装STEP7Basic

2.3 硬件组态

2.3.1 项目视图的结构

2.3.2 项目的创建与STEP7Basic的参数设置

2.3.3 硬件组态

2.3.4.信号模块与信号板的参数设置

2.3.5 将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量

2.3.6 CPU模块的参数设置

第3章 S7-1200程序设计基础

3.1 S7-1200的编程语言

3.1.1 PLC编程语言的国际标准

3.1.2 S7-1200的编程语言

3.2 数据类型与系统存储区

3.2.1 物理存储器

3.2.2 数制与数据类型

3.2.3 系统存储区

3.3 用STEP7Basic生成用户程序

3.3.1 编写用户程序

3.3.2 使用PLC变量表

3.3.3 STEP7Basic的帮助功能

3.4 下载用户程序、

3.4.1 以太网设备的地址

3.4.2 下载与上载用户程序

3.5 用STEP7.Basic调试程序

3.5.1 用程序状态功能调试程序

3.5.2 用监视表监视与修改变量

3.5.3 用监视表强制变量

3.6 位逻辑指令

3.6.1 触点指令与线圈指令

3.6.2 其他位逻辑指令

3.7 定时器与计数器指令

3.7.1 定时器指令

3.7.2 计数器指令

第4章 数字量控制系统梯形图程序设计方法

4.1 梯形图的经验设计法

4.1.1 梯形图中的基本电路

4.1.2 梯形图的经验设计法

4.2 顺序控制设计法与顺序功能图

4.2.1 步与动作

4.2.2 有向连线与转换条件

4.2.3 顺序功能图的基本结构

4.2.4 顺序功能图中转换实现的基本规则

4.3 使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法

4.3.1 设计顺序控制梯形图的一些基本问题

4.3.2 单序列的编程方法

4.3.3 选择序列与并行序列的编程方法

4.3.4 应用举例

4.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法

4.4.1 系统的硬件结构与工作方式

4.4.2 公用程序与手动程序

4.4.3 自动程序

4.4.4 自动回原点程序

第5章 S7-1200的指令

5.1 数据处理指令

5.1.1 比较指令

5.1.2 使能输入与使能输出

5.1.3 数据转换指令

5.1.4 数据传送指令

5.1.5 移位与循环移位指令

5.2 数学运算指令

5.2.1 数学运算指令

5.2.2 逻辑运算指令

5.3 程序控制指令

5.3.1 程序控制指令

5.3.2 扩展指令中的程序控制指令

5.4 字符串指令

5.4.1 字符串转换指令

5.4.2 字符串指令

5.5 高速脉冲输出与高速计数器

5.5.1 高速脉冲输出

5.5.2 编码器

5.5.3 高速计数器

5.5.4 高速脉冲输出与高速计数器的计数实验

5.5.5 用高速计数器测量频率的实验

5.6 其他指令与库

5.6.1 实时时钟指令

5.6.2 项目库与伞局库

5.6.3 间接寻址指令

第6章 S7-1200的用户程序结构与故障诊断

6.1 功能与功能块

6.1.1 生成与调用功能

6.1.2 生成与调用功能块

6.1.3 功能块的多重背景数据块

6.2 全局数据块与数据类型

6.2.1 全局数据块

6.2.2 数据类型

6.2.3 数据类型的转换

6.3 中断事件与中断指令

6.3.1 事件与组织块

6.3.2 组织块的实验

6.3.3 硬件中断

6.3.4 中断连接与巾断分离指令

6.4 在线功能与故障诊断

6.4.1 在线功能

6.4.2 使用状态LED诊断故障

6.4 -3使用STEP7Basic诊断故障

6.4.4 诊断错误中断

6.4.5 时间错误中断

6.5 交叉引用表与程序信息

6.5.1 交叉引用表

6.5.2 分配表

6.5.3 调用结构

6.5.4 从属性结构与资源

第7章 S7-1200的以太网通信

7.1 计算机通信的国际标准

7.1.1 开放系统互连模型

7.1.2 1EEE802通信标准

7.1.3 现场总线及其标准

7.2 西门子的工业自动化通信网络

7.2.1 工业以太网与PROFINET

7.2.2 现场总线PROFIBIJS与AS

7.3 S7-1200之问的开放式用户通信

7.3.1 开放式用户通信的编程

7.3 12开放式用户通信的组态与实验

7.4 S7.1 200与S7.3 00/400的以太网通信

7.4.1 S7-1200的组态与编程

7.4.2 S7-300的组态与编程

7.4.3 使用ISO.on.TCP连接的通信实验

7.4.4 使用TCP连接和S7连接的通信

7.5 S7.1 200与S7.2 00的以太网通信

7.6 S7.1 200基于以太网的OPC通信

7.6.1 组态PLC和PC站点

7.6.2 组态OPC服务器

7.6.3 S7-1200与WinCC的OPC通信

第8章 S7-1200的串行通信

8.1 点对点通信

8.1.1 串行通信的基本概念

8.1.2 串行通信模块的组态

8.1.3 串行通信的编程与实验

8.2 使用MODBUSRTU协议的串行通信

8.2.1 ModbusRTU通信协议与通信功能

8.2.2 计算机作主站的ModbusRTU通信

8.2.3 S7.2 00作从站的ModbusRTU通信

……

第9章 精简系列面板的组态与应用

第10章 PLC应用中的其他问题

附录 随光盘内容简介

参考文献 2100433B