●目 錄 篇 初探 1 章 TIA博途軟件和S7-1200/1500初探 2 1.1 自動化發展概況 2 1.2 西門子集成自動化和產品體繫簡介 4 1.3 S7-1200/1500介紹 5 1.3.1 S7-1200/1500在SIMATIC S7體繫中的位置 5 1.3.2 S7-1200特點介紹 6 1.3.3 S7-1500 特點介紹 6 1.4 TIA博途軟件介紹 7 1.4.1 TIA博途軟件的特點 7 1.4.2 TIA博圖軟件的結構和版本 9 1.4.3 TIA博圖軟件的支持軟件 10 1.4.4 TIA博途軟件的授權 10 第2篇 PLC技術基礎 11 第2章 電氣控制基礎 12 2.1 常用的電件 12 2.1.1 保護（配電）器件 12 2.1.2 接觸器 15 2.1.3 繼電器 17 2.1.4 主令電器 17 2.2 電氣控制繫統簡單實例 18 第3章 PLC控制基礎 20 3.1 從繼電器（接觸器）到PLC控制 20 3.2 PLC的硬件結構 21 3.3 PLC程序運行原理 23 3.3.1 程序循環機制 23 3.3.2 編程語言 24 3.3.3 CPU的結構和運行原理 25 3.3.4 存儲器的編址與變量 30 3.3.5 變量類型 31 3.3.6 OB塊簡介 32 3.3.7 DB塊簡介 32 3.3.8 FC塊簡介 32 3.3.9 FB塊簡介 36 3.3.10 UDT簡介 39 3.4 現場總線與分布式IO簡介 39 3.4.1 PROFIbus 現場總線簡介 40 3.4.2 PROFInet 現場總線簡介 40 第4章 梯形圖、基礎指令和執行原理 43 4.1 梯形圖語言基礎 43 4.2 位操作指令 44 4.2.1 常開、常閉和“與”邏輯 44 4.2.2 取反和“或”邏輯 46 4.2.3 置位、復位、置位優先觸發器（RS）和復位優先觸發器（SR） 47 4.2.4 上升沿檢測和下降沿檢測 49 4.3 定時器指令 50 4.3.1 脈衝定時器（S_PULSE） 50 4.3.2 擴展脈衝定時器（S_PEXT） 52 4.3.3 延遲輸出定時器（S_ODT） 54 4.3.4 帶記憶的延遲輸出定時器（S_ODTS） 55 4.3.5 關斷延遲定時器（S_OFFDT） 56 4.4 計數器指令 57 4.4.1 向上計數器 57 4.4.2 向下計數器（C計數器） 58 4.4.3 上下計數器（C計數器） 58 第3篇 TIA軟件和S7-1200/1500 PLC基礎 61 第5章 TIA 軟件的基本操作 62 5.1 軟件的視圖 62 5.2 軟件的常用操作 63 5.2.1 項目的創建、打開、關閉、移植、壓縮和解壓縮 63 5.2.2 軟件中的幫助繫統和撤銷功能 66 5.2.3 軟件的升級 67 5.3 軟件的窗體 68 5.3.1 窗體的劃分 68 5.3.2 項目樹中的操作 70 5.3.3 窗口的基本操作和軟件的使用思路 72 5.3.4 各部分窗口的配合與軟件的使用思路 75 第6章 硬件操作 77 6.1 硬件組態和在線設置概述 77 6.2 在線設置 78 6.2.1接口（Interface）的設置 78 6.2.2 對硬件模塊的在線設置 79 6.3 硬件組態 84 6.3.1 創建設備 84 6.3.2 組態CPU機架 85 6.3.3 組態分布式設備 88 6.3.4 配置PROFInet參數和建立PROFInet連接 89 6.4 硬件組態的編譯與 91 6.4.1 編譯 91 6.4.2 93 6.5 常用模塊的硬件配置 96 6.5.1 S7-1500 PLC的PS電源與PM電源模塊 96 6.5.2 S7-1500 PLC的CPU模塊的屬性設置 98 6.5.3 EP200SP的組態和使用 105 6.5.4 模擬量輸入與輸出模塊的配置和使用 106 6.6 與硬件配置有關的其他操作 109 6.6.1 硬件組態和程序的上傳 109 6.6.2 CPU機架的探測功能 110 6.6.3 GSD文件的加載 112 6.6.4 硬件庫的更新 115 6.6.5 自動附加IP功能的說明 115 第7章 程序操作 117 7.1 程序編輯的基本方法 117 7.1.1 程序塊的創建 117 7.1.2 程序塊的在線、編譯、、上傳、比較 118 7.1.3 程序塊的加密與保護 121 7.1.4 程序編輯界面的基本操作 122 7.1.5 變量的拖曳 124 7.2 OB塊 126 7.2.1 程序循環、錯誤中斷、時間中斷的觸發條件 127 7.2.2 OB100的調用條件和S7-1200/1500的啟動 129 7.2.3 OB80的觸發條件 130 7.2.4 硬件中斷的觸發條件 130 7.2.5 診斷中斷的觸發條件 132 7.2.6 優化的OB塊 132 7.3 S7-1200/1500 下的數據類型 134 7.3.1 基礎數據類型 134 7.3.2 PLC數據類型（UDT） 135 7.3.3 數組（Array） 136 7.3.4 結構體（Struct） 137 7.4 變量（tags） 137 7.4.1 變量（tags）的管理 138 7.4.2 在變量（tags）中新建變量 139 7.4.3 變量表中的幾種特殊情況和提示 140 7.4.4 變量斷電保持屬性的設置 141 7.4.5 變量的HMI訪問屬性 142 7.4.6 變量（tags）的更名與內置ID機制 144 7.4.7 變量（tags）中的監控功能 144 7.4.8 常量和新建常量 144 7.4.9 繫統常量 145 7.5 DB塊 146 7.5.1 DB塊的類型 146 7.5.2 在DB塊中建立變量 147 7.5.3 DB塊中數據的屬性 147 7.5.4 DB塊調試功能之快閃（Snapshot）繫列功能 149 7.5.5 優化DB塊之存儲方式改變 150 7.5.6 優化DB塊之而不初始化功能 152 7.6 FC塊與FB塊 156 7.6.1 FC塊 156 7.6.2 FB塊 156 7.6.3 FC塊和FB塊的更新 158 7.7 工藝指令 159 7.8 數組的使用和FC/FB塊中Variant 類型接口參數的討論和實例 159 第8章 TIA博途軟件指令 165 8.1 TIA博途軟件指令的新特征 165 8.1.1 更加靈活的梯形圖畫法 165 8.1.2 更加靈活的指令選擇和參數配置 165 8.1.3 “使能輸出端”的可選擇性 166 8.1.4 隱形轉換和指令接口參數的添加 167 8.2 位邏輯指令 167 8.3 定時器指令 170 8.4 計數器指令 175 8.4 比較指令 178 8.6 數學指令 180 8.7 移動指令 181 8.8 轉換指令 184 8.9 程序控制指令 186 8.10 字邏輯運算指令 188 8.11 位移指令 190 第9章 調試方法 192 9.1 程序的監控和相關功能 192 9.1.1 一般程序塊的監控和相關功能 192 9.1.2 在調用選擇下FB塊的監控 193 9.2 監控變量和強制IO 194 9.2.1 監控變量 194 9.2.2 強制IO 198 9.3 查看資源分配列表 200 9.4 變量的交叉檢索 201 9.5 調用結構與調用層級的查看 204 9.6 離線與在線的比較 204 9.6.1 離線與在線的比較功能實操 204 9.6.2 對不一致程序塊的處理 206 9.6.3 對程序細節的離線與在線的比較 206 9.7 變量跟蹤 207 9.7.1 變量跟蹤的原理 207 9.7.2 變量跟蹤的觸發模式 208 9.7.3 變量跟蹤的組態 208 9.7.4 變量跟蹤的實際操作 210 9.7.5 采用數據的保存與導出 212 0章 錯誤（故障）的處理、診斷與程序診斷 214 10.1 PLC錯誤（故障）綜述 214 10.2 PLC的在線診斷 215 10.3 PLC的程序診斷 219 10.3.1 基於指令的診斷 220 10.3.2 基於OB塊的診斷 226 1章 HMI相關操作 229 11.1 HMI設備的新建和連接設置 230 11.1.1 新建HMI設備和HMI設計的框架 230 11.1.2 HMI與PLC通信的設置 230 11.2 HMI變量 234 11.3 畫面與控件 237 11.3.1 畫面的設計與管理 237 11.3.2 控件的使用 238 11.4 報警的管理和配置 243 11.5 HMI中的常用特殊功能 246 11.5.1 HMI與CPU之間的狀態彙報 246 11.5.2 HMI與PLC的時間同步 248 11.5.3 將CPU的診斷信息顯示在HMI上 249 2章 SCL語言與Graph語言 254 12.1 SCL語言 254 12.1.1 SCL編輯環境和調試工具 254 12.1.2 SCL語言中的指令 255 12.1.3 SCL語言中的控制結構 257 12.2 Graph語言 260 12.2.1 Graph語言程序介紹 261 12.2.2 Graph語言程序塊的建立和運行原理 262 12.2.3 順控圖與順控圖的編輯 266 12.2.4 單步編輯 269 12.2.5 互鎖和監控的報警 273 3章 故障安全和安全型PLC的使用 276 13.1 故障安全簡介 276 13.2 TIA博途軟件中故障安全的設置 280 13.2.1 安全模塊的硬件組態和設置 281 13.2.2 硬件組態的和模塊端F目標地址的設置 286 13.2.3 安全程序的創建、編寫、編譯與 289 第4篇 編程經驗與PLC技術漫談 295 4章 設計與編程經驗漫談 296 14.1 組建一個控制繫統 296 14.2 輸入、狀態、輸出三層級的編程與分析方法 297 14.2.1 方法概述 297 14.2.2 舉升機控制實例之狀態變量的創建 297 14.2.3 舉升機控制實例之狀態變量的定義 299 14.2.4 舉升機控制實例之狀態變量決定輸出 305 14.3 論程序的層次與結構 306 5章 編程技巧 310 15.1 利用Excel批量編輯簡單的語句表指令 310 15.2 源文件操作 315 6章 展望“工業4.0”與《中國制造2025》下的PLC技術 318