SIMATIC S7-1500 PLC自动化系统通过集成大量的新功能和新特性,具有**的性能和出色的可用性。借助于西门子新一代框架结构的TIA博途软件,可在同一开发环境下组态开发PLC、人机界面和驱动系统等。统一的数据库使各个系统之间轻松、快速地进行互连互通,真正达到了控制系统的全集成自动化。 本书以TIA博途软件V15.1为基础,介绍了更新的硬件模块和新增可选软件的功能和应用,例如PLC SIM Advance仿真器的使用和编程接口、团队编程和调试功能、SiVarc自动生成HMI画面功能和ProDiag带有程序显示的报警功能,使工程项目的开发和调试更加方便和快捷。 本书还介绍了FB、FC的应用,新指针与原有SIMATIC S7-300/400 PLC指针应用的对比及优势,基于Web的诊断方式等。 对读者关心的程序标准化问题以及将SIMATIC S7-300/400 PLC程序移植到SIMATIC S7-1500 PLC中容易遇到的问题做了详细的分析,使移植不再困难。 本书*新**版本软件请关注“机械工业出版社E视界”微信公众号,输入65348下载或联系工作人员索取。 本书适合自动化工

序/Preface 前言 中英文术语对照 第1章TIA博途1 11TIA博途简介1 12TIA博途软件的构成1 121TIA博途STEP 72 122TIA博途STEP 7工程组态系统的选件2 123TIA博途WinCC2 124TIA博途WinCC工程组态系统和运行系统的选件3 13TIA博途的安装4 131硬件要求4 132支持的操作系统4 133安装步骤4 14TIA博途软件的卸载8 15授权管理功能9 151授权的种类9 152授权管理器(ALM)10 153安装许可证密钥11 16TIA博途软件的特性12 第2章TIA博途平台支持的新一代PLC产品14 21完整的PLC产品线全面满足用户需求14 22全新分布式和PCBased自动化解决方案15 23集成功能**和信息**16 24**的开发环境16 第3章SIMATIC S71500 PLC控制系统的硬件组成17 31负载电源与系统电源17 311负载电源17 312系统电源17 313系统电源选择示例18 314查看功率分配详细信息20 315如何在系统中选择PM和PS20 32SIMATIC S71500 CPU21 321SIMATIC S71500 CPU 简介21 322SIMATIC S71500 CPU操作模式22 323SIMATIC S71500 CPU的存储器23 324SIMATIC S71500 CPU过程映像区的功能27 33SIMATIC S71500 PLC显示屏(Display)29 34信号模块31 341模块特性的分类32 342模块宽度的划分32 343数字量输入模块33 344数字量输出模块34 345数字量输入/输出模块36 346模拟量输入模块36 347模拟量输出模块44 348模拟量输入/输出模块47 349模块的选择48 35通信模块48 351点对点通信模块49 352PROFIBUS通信模块49 353PROFINET/ETHERNET通信模块50 36工艺模块50 361高速计数器模块50 362基于时间的I/O模块51 363PTO脉冲输出模块51 第4章SIMATIC S71500 PLC的硬件配置52 41配置一个SIMATIC S71500 PLC站点52 411添加一个SIMATIC S71500 PLC新设备52 412配置SIMATIC S71500 PLC的**机架54 413使用自动检测功能配置SIMATICS71500 PLC的**机架56 42CPU参数配置57 421常规57 422PROFINET接口[X1]58 423DP接口\[X3\]65 424启动67 425循环68 426通信负载68 427系统和时钟存储器69 428SIMATIC Memory Card70 429系统诊断70 4210Web服务器71 4211DNS组态74 4212显示75 4213支持多语言76 4214时间77 4215防护与**78 4216OPC UA80 4217系统电源80 4218组态控制81 4219连接资源81 4220地址总览83 4221等式同步模式84 4222运行系统许可证86 43SIMATIC S71500 I/O参数87 431数字量输入模块参数配置87 432数字量输出模块参数配置92 433模拟量输入模块参数配置93 434模拟量输出模块参数配置97 第5章数据类型与地址区98 51SIMATIC S71500 PLC的数据类型98 511基本数据类型98 512PLC数据类型108 513参数类型109 514系统数据类型109 515硬件数据类型111 52SIMATIC S71500 PLC的地址区112 521CPU地址区的划分及寻址方法112 522建议使用的地址区117 523全局变量与局部变量117 524全局常量与局部常量118 第6章SIMATIC S71500 PLC的编程指令119 61指令的处理120 611LAD指令的处理120 612立即读与立即写121 62基本指令121 621位逻辑运算指令121 622定时器指令123 623计数器指令123 624比较器指令124 625数学函数指令125 626移动操作指令125 627转换指令126 628程序控制操作指令127 629字逻辑运算指令127 6210移位和循环移位指令128 6211原有指令129 63扩展指令129 631日期与时间指令129 632字符串与字符指令130 633过程映像指令130 634分布式I/O指令130 635PROFIenergy指令131 636模块参数化分配指令132 637中断指令132 638报警指令132 639诊断指令133 6310配方和数据记录指令133 6311数据块控制指令133 6312寻址指令134 64工艺指令134 65通信指令135 第7章程序块138 71用户程序中的程序块138 711组织块与程序结构139 712用户程序的分层调用140 72优化与非优化访问141 73组织块143 731组织块的启动信息143 732组织块的类型与优先级145 733CPU的过载特性150 734组织块的本地数据区堆栈(L堆栈)151 735组织块的接口区152 74函数152 741函数的接口区153 742无形参函数(子程序功能)154 743带有形参的函数155 744函数嵌套调用时允许参数传递的数据类型157 75函数块159 751函数块的接口区159 752函数块与背景数据块160 753函数块嵌套调用时允许参数传递的数据类型163 76数据块164 761全局数据块165 762背景数据块166 763系统数据类型作为全局数据块的模板167 764通过PLC 数据类型创建DB168 765数组DB170 77FC、FB选择的探讨172 第8章声明PLC变量173 81PLC变量表的结构173 82声明PLC变量的几种方法174 83声明PLC 变量的类型176 第9章指针数据类型的使用178 91Pointer数据类型指针178 92Any数据类型指针182 93Variant数据类型指针185 931Variant与PLC数据类型185 932Variant与数组DB188 933Variant与数组190 94引用191 941引用声明192 942引用与解引用192 943引用与Variant194 第10章SIMATIC S71500 PLC的通信功能196 101网络概述196 102网络及通信服务的转变197 1021从PROFIBUS到PROFINET的转变197 1022MPI接口被PROFINET接口替代198 1023基于PROFIBUS通信服务的变化198 103工业以太网与PROFINET199 1031工业以太网通信介质199 1032工业以太网拓扑结构199 1033SIMATIC S71500 系统以太网接口200 1034SIMATIC S71500 PLC以太网支持的通信服务200 1035SIMATIC S71500 OUC通信204 1036SIMATIC S71500 S7通信213 1037SIMATIC S71500 PLC路由通信功能225 1038配置PROFINET IO RT设备227 1039无需存储介质更换IO设备231 10310允许覆盖 PROFINET 设备名称模式233 10311按网段自动分配IP地址和设备名称234 10312网络拓扑功能与配置236 10313MRP介质冗余238 10314IDevice智能设备的配置239 10315配置PROFINET IO IRT设备243 10316MODBUS TCP247 104SIMATIC S71500 PLC与HMI通信253 1041SIMATIC S71500 PLC与HMI在相同项目中通信253 1042使用PLC代理与HMI通信255 1043使用SIMATIC NET 连接 SIMATICS71500 PLC256 105SIMATIC S71500 PLC的**通信260 1051**通信的通用原则261 1052**通信的加密方式261 1053通过签名确保数据的真实性和完整性263 1054使用HTTPS访问CPU Web服务器的**通信263 1055SIMATIC S71500 CPU的**通信267 106SIMATIC S71500 OPC UA通信功能271 1061SIMATIC S71500 CPU OPC UA服务器访问数据的方式271 1062SIMATIC S71500 CPU OPC UA服务器变量的设置272 1063非**通信方式访问 SIMATICS71500 OPC UA服务器273 1064**通信方式访问 SIMATIC S71500 OPC UA服务器277 1065SIMATIC S71500 OPC UA服务器性能测试281 107串行通信282 1071SIMATIC S71500/ET200MP串行通信模块的类型282 1072串行通信接口类型及连接方式282 1073自由口协议参数设置285 1074串行通信模块的通信函数289 1075自由口协议通信示例289 1076MODBUS RTU通信协议291 第11章SIMATIC S71500组态控制功能297 111组态控制的原理297 112软件、硬件要求以及使用范围298 113SIMATIC S71500硬件配置的数据记录格式298 114SIMATIC S71500**机架模块组态控制示例299 115PROFINET IO系统的组态控制302 1151软硬件要求302 1152IO系统的组态控制的数据格式302 1153IO系统的组态控制示例303 第12章SIMATIC S71500 PLC的PID功能307 121控制原理307 1211受控系统307 1212受控系统的特征值308 1213执行器309 1214不同类型控制器的响应309 122SIMATIC S71500 PLC支持的PID指令310 1221PID_Compact 指令310 1222PID_3Step 指令311 1223PID_Temp 指令311 1224控制器的串级控制311 123PID_Compact指令的调用与PID调试示例311 1231组态PID_Compact 工艺对象311 1232调用指令PID_Compact 316 1233调试PID319 第13章SIMATIC S71500 PLC的工艺及特殊功能模块322 131工艺模块322 132工艺对象322 133计数模块和位置检测模块的分类和性能323 134TM Count模块和TM PosInput模块通过工艺对象实现计数和测量324 135使用TM PosInput模块连接SSI**值编码器332 136带计数功能的DI模块335 137Timebased IO 模板338 1371功能描述338 1372Timebased IO 时间控制功能举例339 第14章SIMATIC S71500 PLC的诊断功能349 141SIMATIC S71500 PLC诊断功能介绍349 142通过LED指示灯实现诊断350 143通过PG/PC实现诊断351 144在HMI上通过调用诊断控件实现诊断353 145通过 SIMATIC S71500 CPU的Web服务器功能实现诊断354 146通过 SIMATIC S71500 CPU自带的显示屏实现诊断360 147通过编写程序实现诊断360 148通过模块自带诊断功能进行诊断365 149通过模块的值状态功能实现诊断366 1410通过用户程序发送报警消息368 1411使用ProDiag进行诊断371 14111ProDiag的许可证372 14112ProDiag 监控的类型372 14113ProDiag 监控的设置373 14114ProDiag 变量监控的示例376 第15章访问保护387 151SIMATIC S71500 PLC项目的访问保护387 152CPU在线访问保护389 153CPU Web服务器的访问保护390 154CPU 自带显示屏的访问保护390 155PLC的程序块的访问保护391 156绑定程序块到CPU序列号或SMC卡序列号392 157通过带**功能的CP 15431以太网模块保护393 1571通过CP 15431的防火墙功能实现访问保护394 1572通过CP 15431的VPN功能实现访问保护394 第16章程序调试396 161程序信息396 1611调用结构396 1612从属性结构397 1613分配列表397 1614程序资源397 162交叉引用399 163程序的下载、上传和复位操作400 1631设置 SIMATIC S71500 CPU的IP地址400 1632下载程序到CPU401 1633下载程序到SIMATIC 存储卡SMC403 1634SIMATIC S71500 PLC的一致性下载特性404 1635SIMATIC S71500 CPU程序的上传405 1636SIMATIC S71500 CPU存储器复位407 1637删除 SIMATIC S71500 CPU中的程序块407 164数据块的操作407 1641下载但不重新初始化功能407 1642SIMATIC S71500 PLC数据块的快照功能409 1643SIMATIC S71500 PLC数据块的数据传递409 165SIMATIC S71500 CPU的路由编程功能410 166比较功能412 1661离线/在线比较412 1662离线/离线比较413 167使用程序编辑器调试程序414 1671调试LAD/FBD程序414 1672调试STL程序415 1673调试SCL程序416 1674调用环境功能417 168使用监控表进行调试418 1681创建监控表并添加变量418 1682变量的监控和修改419 1683强制变量420 169硬件诊断421 1691硬件的诊断图标421 1692模块的在线与诊断功能422 1693更新硬件固件版本423 1610使用仿真器SIMATIC S7PLCSIM测**户程序425 16101启动 SIMATIC S71500 PLC的仿真器425 16102创建SIM表格427 16103创建序列427 16104仿真通信功能428 1611S7PLCSIM Advanced仿真器428 16111S7PLCSIM Advanced与S7PLCSIM的区别429 16112S7PLCSIM Advanced的通信路径430 16113S7PLCSIM Advanced 分布式通信路径的设置432 16114使用操作面板创建虚拟PLC实例433 16115程序下载到S7PLCSIMAdvanced434 16116S7PLCSIM Advanced 的API436 1612使用Trace跟踪变量438 16121配置Trace438 16122Trace的操作441 16123使用Web浏览器查看Trace442 第17章团队工程444 171团队工程的解决方案444 172多用户项目的部署及功能445 173多用户功能的许可证管理446 174使用多用户功能进行工程组态447 1741创建用户账户447 1742安装多用户服务器448 1743在多用户服务器中添加用户账户450 1744添加与多用户服务器的连接451 1745上传多用户项目到服务器452 1746创建本地会话454 1747本地会话的操作455 1748多用户项目管理458 175单用户项目的联合调试功能459 176多用户项目的联合调试功能462 177导出多用户项目作为单用户项目464 第18章浅谈PLC的规范化建设465 181规范化建设的工作流程465 182规范化的优点466 183PLC硬件的规范化466 184PLC软件的规范化467 1841分配符号名称467 1842符号表层级化468 1843控制对象的拆分468 1844程序块接口的定义469 1845编程语言的选择470 1846程序的层级化和调用顺序471 1847数据的存储471 185库功能472 1851库的基本信息473 1852项目库类型的使用474 1853项目库模板副本的使用477 1854全局库的使用479 1855企业库功能480 186用户自定义帮助482 187SiVArc486 1871SiVArc 的应用486 1872SiVArc对PLC程序架构的要求486 1873使用SiVArc生成HMI画面示例488 1874变量规则示例493 1875布局的示例494 188TIA Portal Openness简介496 第19章打印和归档程序498 191打印简介498 1911打印设置498 1912框架和封面500 1913文档信息502 1914打印预览502 192程序归档简介503 1921程序归档的方式503 1922项目恢复504 第20章移植SIMATIC S7300/400 PLC项目到SIMATIC S71500 PLC505 201SIMATIC S7300/400 PLC项目移植到SIMATIC S71500 PLC简介505 202移植SIMATIC S7300/400 PLC项目的限制505 2021硬件限制505 2022功能限制505 2023集成项目的注意事项506 203项目移植的前期准备工作506 204在STEP7 V55中对原项目进行检查507 205移植STEP7 V55 的SIMATIC S7 300/400 PLC项目到TIA博途软件509 206移植TIA博途软件中的SIMATIC S7300/400 PLC项目到 SIMATIC S71500 PLC510 207移植需要注意的问题512 2071组织块与系统函数/函数块的移植512 2072数据类型不匹配514 2073无效浮点数的处理515 2074诊断地址的变化516 2075函数块参数的自动初始化516 2076系统状态信息的查询517 2077SIMATIC S7300 CPU、 SIMATIC S71500中CPU与HMI通信的差异517 2078Any指针的移植519 2079逻辑运算顺序和跳转519 20710累加器以及相关指令的移植520 20711编程语言转换时累加器值的传递520 20712块调用时状态字信息的传递521 附录寻求帮助523 参考文献526