本书通过大量的例程,介绍了S7-1200的硬件结构和硬件组态、指令、程序结构、PID闭环控制、编程软件和仿真软件的使用方法。介绍了一整套易学易用的开关量控制系统的编程方法、多种通信网络和通信服务的组态和编程的方法、网络控制系统的故障诊断方法、精简系列面板的组态与仿真的方法、用仿真软件在计算机上模拟运行和监控PLC用户程序的方法,以及通过仿真来学习PID参数整定的方法。本书根据TIA博途 V15 SP1和S7-1200*新版的硬件对第1版进行了全面的改写。 本书注重实际,强调应用,各章有适量的习题,附录有20多个实验的指导书。本书可作为高职高专院校机电类相关专业的教材,也可供工程技术人员使用。

第1章 S7-1200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6 1.2 TIA博途与仿真软件的安装8 1.3 TIA博途使用入门与硬件组态10 1.3.1 项目视图的结构10 1.3.2 创建项目与硬件组态13 1.3.3 信号模块与信号板的参数设置15 1.3.4 CPU模块的参数设置19 1.4 习题22 第2章 S7-1200程序设计基础23 2.1 S7-1200的编程语言23 2.2 PLC的工作原理与用户程序结构简介24 2.2.1 逻辑运算24 2.2.2 用户程序结构简介26 2.2.3 PLC的工作过程27 2.3 数据类型与系统存储区30 2.3.1 物理存储器30 2.3.2 数制与编码31 2.3.3 数据类型33 2.3.4 全局数据块���其他数据类型35 2.3.5 系统存储区39 2.4 编写用户程序与使用变量表41 2.4.1 编写用户程序41 2.4.2 使用变量表与帮助功能45 2.5 用户程序的下载与仿真48 2.5.1 下载与上传用户程序48 2.5.2 用户程序的仿真调试52 2.6 用STEP 7调试程序55 2.6.1 用程序状态功能调试程序55 2.6.2 用监控表监控与强制变量56 2.7 习题60 第3章 S7-1200的指令62 3.1 位逻辑指令62 3.2 定时器指令与计数器指令66 3.2.1 定时器指令67 3.2.2 计数器指令71 3.3 数据处理指令73 3.3.1 比较操作指令73 3.3.2 使能输入与使能输出74 3.3.3 转换操作指令75 3.3.4 移动操作指令77 3.3.5 移位指令与循环移位指令78 3.4 数学运算指令80 3.4.1 数学函数指令80 3.4.2 字逻辑运算指令83 3.5 其他指令85 3.5.1 程序控制操作指令85 3.5.2 日期和时间指令86 3.5.3 字符串与字符指令87 3.6 高速计数器与高速脉冲输出89 3.6.1 高速计数器89 3.6.2 高速脉冲输出91 3.7 习题93 第4章 S7-1200的用户程序结构95 4.1 函数与函数块95 4.1.1 生成与调用函数95 4.1.2 生成与调用函数块98 4.1.3 多重背景102 4.2 数据类型与间接寻址103 4.2.1 数据类型103 4.2.2 间接寻址104 4.3 中断事件与中断指令107 4.3.1 事件与组织块107 4.3.2 初始化组织块与循环中断组织块108 4.3.3 时间中断组织块111 4.3.4 硬件中断组织块112 4.3.5 中断连接指令与中断分离指令113 4.3.6 延时中断组织块115 4.4 交叉引用表与程序信息117 4.4.1 交叉引用表117 4.4.2 分配列表118 4.4.3 调用结构、从属性结构与资源120 4.5 习题122 第5章 数字量控制系统梯形图程序设计方法123 5.1 梯形图的经验设计法123 5.2 顺序控制设计法与顺序功能图126 5.2.1 顺序功能图的基本元件127 5.2.2 顺序功能图的基本结构130 5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则132 5.3 使用置位/复位指令的顺序控制梯形图设计方法133 5.3.1 单序列的编程方法133 5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法136 5.3.3 应用举例138 5.3.4 专用钻床的顺序控制程序设计143 5.4 习题145 第6章 S7-1200的通信与故障诊断148 6.1 网络通信基础148 6.1.1 串行通信的基本概念148 6.1.2 SIMATIC通信网络149 6.2 PROFINET IO系统组态150 6.2.1 S7-1200作IO控制器150 6.2.2 S7-1200作智能IO设备153 6.3 基于以太网的开放式用户通信155 6.4 S7协议通信160 6.5 Modbus RTU协议通信162 6.5.1 Modbus RTU主站的编程162 6.5.2 Modbus RTU从站的编程与实验165 6.5.3 S7-1200其他通信简介166 6.6 故障诊断167 6.6.1 与故障诊断有关的中断组织块和诊断指令167 6.6.2 S7-1200的故障诊断168 6.6.3 网络控制系统的故障诊断171 6.7 习题176 第7章 精简系列面板的组态与应用178 7.1 精简系列面板178 7.2 精简系列面板的画面组态180 7.2.1 画面组态的准备工作180 7.2.2 组态指示灯与按钮182 7.2.3 组态文本域与I/O域185 7.3 精简系列面板的仿真与运行187 7.3.1 PLC与HMI的集成仿真187 7.3.2 HMI与PLC通信的组态与调试190 7.4 习题191 第8章 S7-1200在模拟量闭环控制系统中的应用193 8.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令193 8.1.1 模拟量闭环控制系统193 8.1.2 PID_Compact指令的算法与参数195 8.1.3 PID_Compact指令的组态与调试197 8.2 PID参数的手动整定方法199 8.2.1 PID参数的整定方法199 8.2.2 PID参数的手动整定实验201 8.3 PID参数自整定204 8.4 习题206 附录207 附录A 实验指导书207 A.1 TIA博途应用实验207 A.2 硬件组态实验207 A.3 位逻辑指令应用实验208 A.4 定时器计数器应用实验208 A.5 数据处理指令应用实验209 A.6 数学运算指令应用实验210 A.7 程序控制指令应用实验210 A.8 实时时钟指令应用实验210 A.9 高速计数器与高速输出应用实验211 A.10 函数与函数块应用实验211 A.11 多重背景应用实验212 A.12 间接寻址应用实验212 A.13 循环中断实验213 A.14 时间中断实验213 A.15 硬件中断实验213 A.16 延时中断实验214 A.17 顺序控制程序的编程与调试实验214 A.18 运输带与人行横道交通灯顺控程序的调试实验215 A.19 专用钻床顺序控制程序调试实验215 A.20 PROFINET通信组态实验216 A.21 开放式用户通信的仿真实验216 A.22 S7通信的仿真实验217 A.23 S7-1200故障诊断实验217 A.24 网络控制系统故障诊断实验218 A.25 PLC与触摸屏仿真实验218 A.26 PID控制器参数手动整定的仿真实验219 A.27 PID控制器参数自动整定的仿真实验219 附录B 配套资源简介220 参考文献222