本書全面繫統介紹了西門子S7-1200PLC技術和TIA博途軟件的使用，主要特點如下：

  1.西門子S7-1200PLC輕松入門。內容由淺入深、由基礎到應用，理論聯繫實際，既適合初學者學習使用，也可供有一定基礎的讀者結合書中大量實例，深入學習西門子S7-1200PLC工程應用。

?2.以實例引導讀者學習。書中內容配合精選實例進行講解，所有實例都包含軟硬件配置清單、接線圖和程序，且程序已經在PLC上運行通過。

?3.二維碼視頻學習。對於復雜的例子本書配有學習資源，讀者掃描書中二維碼即可觀看視頻和下載程序源文件，對學習書本知識起到輔助作用。

D1篇基礎入門篇

D1章可編程序控制器（PLC）基礎 2

1.1概述 2

1.1.1PLC 的發展歷史 2

1.1.2PLC 的主要特點 3

1.1.3PLC 的應用範圍 4

1.1.4PLC 的分類與性能指標 4

1.1.5PLC 與繼電器繫統的比較 5

1.1.6PLC 與微機的比較 5

1.1.7PLC 的發展趨勢 6

1.1.8GNPLC 的應用 6

1.2PLC 的結構和工作原理 7

1.2.1PLC 的硬件組成 7

1.2.2PLC 的工作原理 11

1.2.3PLC 的立即輸入、輸出功能 12

D2章S7-1200 PLC 的硬件 13

2.1S7-1200 PLC 概述 13

2.1.1西門子PLC 簡介 13

2.1.2S7-1200 PLC 的性能特點 14

2.2S7-1200 PLC 常用模塊及其接線 15

2.2.1S7-1200 PLC 的CPU 模塊及接線 16

2.2.2S7-1200 PLC 數字量擴展模塊及接線 21

2.2.3S7-1200 PLC 模擬量模塊 24

2.2.4S7-1200 PLC 信號板及接線 30

2.2.5S7-1200 PLC 通信模塊 32

2.2.6其他模塊 34

2.3S7-1200 PLC 的硬件安裝 34

2.3.1安裝的預留空間 34

2.3.2安裝CPU 模塊 34

D3章TIA 博途（Portal）軟件使用入門 36

3.1TIA 博途（Portal）軟件簡介 36

3.1.1初識TIA 博途（Portal）軟件 36

3.1.2安裝TIA 博途軟件的軟硬件條件 38

3.1.3安裝TIA 博途軟件的注意事項 39

3.1.4安裝和卸載TIA 博途軟件 39

3.2TIA Portal 視圖與項目視圖 45

  3.2.1TIA Portal 視圖結構 45

3.2.2項目視圖 46

3.2.3項目樹 48

3.3創建和編輯項目 49

3.3.1創建項目 49

3.3.2添加設備 49

3.3.3編輯項目（打開、保存、另存為、關閉和刪除）  49

3.4CPU 參數配置 54

3.4.1常規 54

3.4.2PROFINET 接口 55

3.4.3啟動 60

3.4.4循環 61

3.4.5通信負載 61

3.4.6繫統和時鐘存儲器 61

3.4.7DI 14/DQ 10  62

3.4.8AI 2  63

3.4.9保護與安全 63

3.4.10連接資源 65

3.4.11地址總覽 65

3.5S7-1200 PLC 的I/O 參數配置 66

3.5.1數字量輸入模塊參數的配置 66

3.5.2數字量輸出模塊參數的配置 67

3.5.3模擬量輸入模塊參數的配置 68

3.5.4模擬量輸出模塊參數的配置 69

3.6下載和上傳 70

3.6.1下載 70

3.6.2上傳 72

3.7軟件編程 74

3.7.1一個簡單程序的輸入和編譯 75

3.7.2使用快捷鍵 79

3.8打印和歸檔 79

3.8.1打印 80

3.8.2歸檔 81

3.9用TIA 博途軟件創建一個完整的項目 82

3.10使用幫助 88

3.10.1查找關鍵字或者功能 88

3.10.2使用指令 88

3.11安裝支持包和GSD 文件 90

3.11.1安裝支持包 90

3.11.2安裝GSD 文件 92

D4章S7-1200 PLC 的編程語言 94

4.1S7-1200 PLC 的編程基礎知識 94

  4.1.1數制 94

4.1.2數據類型 95

4.1.3S7-1200 PLC 的存儲區 102

4.1.4全局變量與區域變量 106

4.1.5編程語言 106

4.2變量表、監控表和強制表的應用 107

4.2.1變量表（Tag Table）  107

4.2.2監控表 111

4.2.3強制表 114

4.3位邏輯運算指令 115

4.4定時器和計數器指令 126

4.4.1IEC 定時器 126

4.4.2IEC 計數器 136

4.5移動操作指令 139

4.6比較指令 144

4.7轉換指令 148

4.8數學函數指令 153

4.9移位和循環指令 163

4.10字邏輯運算指令 168

4.11程序控制指令 171

4.12實例 173

4.12.1電動機的控制 173

4.12.2定時器和計數器應用 180

D5章S7-1200 PLC 的程序結構 186

5.1TIA 博途軟件編程方法簡介 186

5.2函數、數據塊和函數塊 187

5.2.1塊的概述 187

5.2.2函數（FC）及其應用 188

5.2.3數據塊（DB）及其應用 193

5.2.4PLC 定義數據類型（UDT）及其應用 196

5.2.5函數塊（FB）及其應用 197

5.3多重背景 203

5.3.1多重背景的簡介 203

5.3.2多重背景的應用 203

5.4組織塊（OB）及其應用 209

5.4.1中斷的概述 209

5.4.2啟動組織塊及其應用 210

5.4.3主程序（OB1）  210

5.4.4循環中斷組織塊及其應用 210

5.4.5時間中斷組織塊及其應用 213

5.4.6延時中斷組織塊及其應用 215

5.4.7硬件中斷組織塊及其應用 216

  5.4.8錯誤處理組織塊 217

5.5實例 219

D6章S7-1200 PLC 的編程方法與調試 223

6.1功能圖 223

6.1.1功能圖的畫法 223

6.1.2梯形圖編程的原則 229

6.2邏輯控制的梯形圖編程方法 230

6.2.1經驗設計法 230

6.2.2功能圖設計法 232

6.3S7-1200 PLC 的調試方法 242

6.3.1程序信息 242

6.3.2交叉引用 244

6.3.3比較功能 246

6.3.4用變量表進行調試 248

6.3.5用監控表進行調試 252

6.3.6用強制表進行調試 256

6.3.7使用PLCSIM 軟件進行調試 257

6.3.8使用Trace 跟蹤變量 264

6.4實例 267

D7章西門子PLC 的SCL 編程 273

7.1西門子PLC 的SCL 編程 273

7.1.1SCL 簡介 273

7.1.2SCL 程序編輯器 274

7.1.3SCL 編程語言基礎 275

7.1.4尋址 281

7.1.5控制語句 284

7.1.6SCL 塊 287

7.2SCL 應用舉例 289



D2篇應用精通篇

D8章S7-1200 PLC 的通信及其應用 298

8.1通信基礎知識 298

8.1.1通信的基本概念 298

8.1.2PLC 網絡的術語解釋 299

8.1.3RS-485 標準串行接口 301

8.1.4OSI 參考模型 302

8.2現場總線概述 303

8.2.1現場總線的概念 303

8.2.2主流現場總線的簡介 303

8.2.3現場總線的特點 304

8.2.4現場總線的現狀 304

8.2.5現場總線的發展 305

8.3PROFIBUS 通信及其應用 305

8.3.1PROFIBUS 通信概述 305

8.3.2PROFIBUS 總線拓撲結構 307

8.3.3S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 的PROFIBUS-DP 通信 309

8.3.4S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 間的PROFIBUS-DP 通信 314

8.4以太網通信及其應用 321

8.4.1以太網通信基礎 321

8.4.2S7-1200 PLC 的以太網通信方式 324

8.4.3S7-1200 PLC 之間的OUC 通信及其應用 324

8.4.4S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的OUC 通信（TCP）及其應用 332

8.4.5S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 之間的OUC 通信（UDP）及其應用 338

8.4.6S7-1200 PLC 之間的S7 通信及其應用 347

8.4.7S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的S7 通信及其應用 353

8.4.8S7-1200 PLC 與遠程IO 模塊的PROFINET IO 通信及其應用 358

8.4.9S7-1200 PLC 之間的PROFINET IO 通信及其應用 364

8.4.10S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的MODBUS TCP 通信及其應用 368

8.5串行通信 377

8.5.1S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 之間的Modbus RTU 通信 377

8.5.2S7-1200 PLC 與SINAMICS G120變頻器之間的USS 通信 383

8.5.3S7-1200 PLC 之間的自由口通信 391

D9章S7-1200 PLC 的工藝功能及其應用 396

9.1PLC 的高速計數器及其應用 396

9.1.1高速計數器簡介 396

9.1.2高速計數器的應用 399

9.2PLC 在運動控制中的應用 406

9.2.1運動控制簡介 406

9.2.2伺服控制簡介 407

9.2.3S7-1200 PLC 的運動控制功能 408

9.2.4S7-1200 PLC 的運動控制指令 409

9.2.5S7-1200 PLC 的運動控制實例 411

9.3PWM  427

9.3.1PWM 功能簡介 427

9.3.2PWM 功能應用舉例 427

9.4PLC 在過程控制中的應用 431

9.4.1PID 控制原理簡介 431

9.4.2PID 控制器的參數整定 433

9.4.3PID 指令簡介 435

9.4.4PID 控制應用 436

D10章西門子人機界面（HMI）應用 447

10.1人機界面簡介 447

10.1.1初識人機界面 447

10.1.2西門子常用觸摸屏的產品簡介 447

  10.1.3觸摸屏的通信連接 448

10.2使用變量與繫統函數 449

10.2.1變量分類與創建 449

10.2.2繫統函數 450

10.3畫面組態 453

10.3.1按鈕組態 453

10.3.2I/O 域組態 455

10.3.3開關組態 456

10.3.4圖形輸入輸出對像組態 458

10.3.5時鐘和日期的組態 459

10.3.6符號I/O 域組態 460

10.3.7圖形I/O 域組態 461

10.3.8畫面的切換 463

10.4用戶管理 465

10.4.1用戶管理的基本概念 465

10.4.2用戶管理的配置 466

10.5報警組態 471

10.5.1報警組態簡介 471

10.5.2離散量報警組態 471

10.6創建一個簡單的HMI 項目 474

10.6.1一個簡單的HMI 項目技術要求描述 474

10.6.2一個簡單的HMI 項目創建步驟 474

D11章S7-1200 PLC 的故障診斷技術 483

11.1PLC 控制繫統的故障診斷概述 483

11.1.1引發PLC 故障的外部因素 483

11.1.2PLC 的故障類型和故障信息 484

11.1.3PLC 故障診斷方法 485

11.1.4PLC 外部故障診斷方法 485

11.1.5S7-1200 PLC 診斷簡介 489

11.2通過模塊或通道的LED 燈診斷故障 490

11.2.1通過CPU 模塊的LED 燈診斷故障 490

11.2.2通過SM 模塊或者通道LED 燈診斷故障 491

11.3通過TIA 博途軟件的PG/PC 診斷故障 491

11.4通過PLC 的Web 服務器診斷故障 493

11.5通過用戶程序診斷故障 498

11.5.1用LED 指令診斷故障 498

11.5.2用DeviceStates 指令診斷故障 499

11.5.3用ModuleStates 指令診斷故障 502

11.6在HMI 上通過調用診斷控件診斷故障 505

11.7通過自帶診斷功能的模塊診斷故障 507

11.8利用運動控制診斷面板診斷故障 510

11.9通過SIMATIC Automation Tool 診斷故障 511

    11.9.1SIMATIC Automation Tool 功能 511

11.9.2SIMATIC Automation Tool 診斷故障 511

D12章TIA 博途軟件的庫功能 514

12.1庫的概念 514

12.2項目庫類型的使用 515

12.3項目庫主模板的使用 517

12.4全局庫的使用 517

D13章S7-1200 PLC 工程應用 520

13.1送料小車自動往復運動的PLC 控制 520

13.1.1繫統軟硬件配置 520

13.1.2編寫程序 521

13.2啤酒灌裝線繫統的PLC 控制 525

13.2.1繫統軟硬件配置 526

13.2.2編寫程序 527

13.3刨床的PLC 控制 531

13.3.1繫統軟硬件配置 532

13.3.2編寫程序 536

13.4定長剪切機PLC 控制 541

13.4.1繫統軟硬件配置 541

13.4.2編寫程序 542



參考文獻 550