本書從PLC編程入門和工程實際應(yīng)用出發(fā)，系統(tǒng)講解西門子S7-1200 PLC編程及應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：PLC的基礎(chǔ)知識，S7-1200 PLC的硬件系統(tǒng)，TIA Portal軟件的使用，S7-1200 PLC編程基礎(chǔ)，S7-1200 PLC的基本指令、擴展指令與工藝功能，S7-1200 PLC的用戶程序結(jié)構(gòu)，S7-1200 PLC的數(shù)字量控制、模擬量與PID閉環(huán)控制，S7-1200 PLC的網(wǎng)絡(luò)通信功能，S7-1200 PLC的安裝維護與系統(tǒng)設(shè)計。本書內(nèi)容全面、通俗易懂、實例豐富，實用性和針對性強，特別適合初學(xué)者使用，對有一定PLC基礎(chǔ)的讀者也有很大幫助。
本書可供PLC技術(shù)人員學(xué)習使用，也可作為大中專院校電氣、自動化等相關(guān)專業(yè)的教材和參考用書。
第1章 PLC概述 001
1.1 PLC簡介 001
1.1.1 PLC的定義 001
1.1.2 PLC的基本功能與特點 001
1.1.3 PLC的應(yīng)用和分類 003
1.1.4 西門子PLC簡介 006
1.2 PLC的組成及工作原理 009
1.2.1 PLC的組成 009
1.2.2 PLC的工作原理 014
1.3 PLC與其他順序邏輯控制系統(tǒng)的比較 015
1.3.1 PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較 015
1.3.2 PLC與微型計算機控制系統(tǒng)的比較 016
1.3.3 PLC與單片機控制系統(tǒng)的比較 017
1.3.4 PLC與DCS的比較 018
第2章 西門子S7-1200 PLC的硬件系統(tǒng) 020
2.1 西門子S7-1200 PLC的性能特點及硬件系統(tǒng)組成 020
2.1.1 西門子S7-1200 PLC的性能特點 020
2.1.2 西門子S7-1200 PLC的硬件系統(tǒng)組成 021
2.2 西門子S7-1200 PLC的硬件結(jié)構(gòu) 022
2.2.1 西門子S7-1200 PLC的CPU模塊 022
2.2.2 西門子S7-1200 PLC的數(shù)字量擴展模塊 026
2.2.3 西門子S7-1200 PLC的模擬量擴展模塊 033
2.2.4 西門子S7-1200 PLC的信號板 036
2.2.5 集成的通信接口與通信模塊 041
2.2.6 其他模塊 043
2.3 西門子S7-1200 PLC的分布式模塊 043
2.3.1 ET 200MP模塊 044
2.3.2 ET 200SP模塊 044
第3章 TIA Portal軟件的使用 046
3.1 TIA Portal軟件平臺與安裝 046
3.1.1 TIA Portal軟件平臺及其構(gòu)成 046
3.1.2 TIA Portal軟件的安裝 048
3.2 TIA Portal軟件的使用 052
3.2.1 啟動TIA Portal軟件 053
3.2.2 新建項目與組態(tài)設(shè)備 054
3.2.3 CPU模塊的參數(shù)配置 060
3.2.4 信號模塊的參數(shù)配置 075
3.2.5 梯形圖程序的輸入 078
3.2.6 項目編譯與下載 082
3.2.7 打印與歸檔 084
3.3 S7-PLCSIM仿真軟件的使用 088
第4章 西門子S7-1200 PLC編程基礎(chǔ) 091
4.1 PLC編程語言簡介 091
4.1.1 PLC編程語言的國際標準 091
4.1.2 TIA Portal軟件中的編程語言 092
4.2 西門子S7-1200 PLC的數(shù)制與數(shù)據(jù)類型 098
4.2.1 數(shù)據(jù)長度 098
4.2.2 數(shù)制 098
4.2.3 數(shù)據(jù)類型 099
4.3 西門子S7-1200 PLC的存儲區(qū)與尋址方式 106
4.3.1 存儲區(qū)的組織結(jié)構(gòu) 106
4.3.2 系統(tǒng)存儲區(qū) 107
4.3.3 尋址方式 109
4.4 變量表、監(jiān)控表和強制表的應(yīng)用 112
4.4.1 變量表 113
4.4.2 監(jiān)控表 117
4.4.3 強制表 120
第5章 西門子S7-1200 PLC的基本指令及應(yīng)用 124
5.1 位邏輯運算指令 124
5.1.1 位邏輯指令 125
5.1.2 置位和復(fù)位指令 127
5.1.3 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令 129
5.1.4 邊沿指令 130
5.1.5 位邏輯運算指令 134
5.2 定時器指令及應(yīng)用 140
5.2.1 定時器概述 140
5.2.2 功能框定時器指令 141
5.2.3 線圈型定時器指令 145
5.2.4 定時器指令的應(yīng)用 151
5.3 計數(shù)器指令及應(yīng)用 160
5.3.1 計數(shù)器概述 160
5.3.2 計數(shù)器指令 161
5.3.3 計數(shù)器指令的應(yīng)用 164
5.4 比較操作指令及應(yīng)用 171
5.4.1 操作數(shù)大小比較指令 171
5.4.2 值范圍比較指令 172
5.4.3 有效性檢查指令 176
5.4.4 比較操作指令的應(yīng)用 176
5.5 移動操作指令及應(yīng)用 186
5.5.1 移動值指令 186
5.5.2 移動塊指令 188
5.5.3 填充塊指令 188
5.5.4 交換指令 189
5.5.5 移動操作指令的應(yīng)用 190
5.6 轉(zhuǎn)換指令及應(yīng)用 197
5.6.1 轉(zhuǎn)換值指令 197
5.6.2 取整指令 200
5.6.3 標準化指令 201
5.6.4 縮放指令 202
5.6.5 轉(zhuǎn)換指令的應(yīng)用 202
5.7 數(shù)學(xué)函數(shù)指令及應(yīng)用 204
5.7.1 四則運算指令 204
5.7.2 函數(shù)運算指令 209
5.7.3 其他常用數(shù)學(xué)運算指令 213
5.7.4 數(shù)學(xué)函數(shù)指令的應(yīng)用 218
5.8 程序控制指令及應(yīng)用 222
5.8.1 跳轉(zhuǎn)與標號指令 223
5.8.2 定義跳轉(zhuǎn)到列表指令 224
5.8.3 跳轉(zhuǎn)分支指令 225
5.8.4 程序控制指令的應(yīng)用 227
5.9 字邏輯運算指令 232
5.9.1 邏輯“取反”指令 232
5.9.2 邏輯“與”指令 234
5.9.3 邏輯“或”指令 236
5.9.4 邏輯“異或”指令 237
5.9.5 編碼與譯碼指令 239
5.9.6 字邏輯運算指令的應(yīng)用 240
5.10 移位和循環(huán)移位指令及應(yīng)用 244
5.10.1 移位指令 244
5.10.2 循環(huán)移位指令 246
5.10.3 移位和循環(huán)移位指令的應(yīng)用 249
第6章 西門子S7-1200 PLC的擴展指令與工藝功能 260
6.1 日期和時間指令 260
6.1.1 時間轉(zhuǎn)換指令 260
6.1.2 時間運算指令 261
6.1.3 時鐘功能指令 264
6.1.4 日期和時間指令的應(yīng)用 268
6.2 字符與字符串指令 273
6.2.1 字符串移動指令 273
6.2.2 字符串轉(zhuǎn)換指令 275
6.2.3 字符串與十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換指令 283
6.2.4 字符串讀取指令 285
6.2.5 字符串查找、插入、刪除與替換指令 287
6.3 高速脈沖輸出 291
6.3.1 高速脈沖輸出的基礎(chǔ)知識 291
6.3.2 高速脈沖輸出指令 294
6.3.3 高速脈沖輸出的應(yīng)用 297
6.4 高速計數(shù)器 299
6.4.1 高速計數(shù)器的基礎(chǔ)知識 299
6.4.2 高速計數(shù)器指令 306
6.4.3 高速計數(shù)器的應(yīng)用 308
6.5 運動控制 309
6.5.1 運動控制的基礎(chǔ)知識 310
6.5.2 運動控制指令 317
6.5.3 運動控制的應(yīng)用 322
第7章 西門子S7-1200 PLC的用戶程序結(jié)構(gòu) 328
7.1 西門子S7-1200 PLC的用戶程序 328
7.1.1 程序分類 328
7.1.2 用戶程序中的塊 328
7.1.3 用戶程序的編程方法 329
7.2 數(shù)據(jù)塊及應(yīng)用 331
7.2.1 全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用 331
7.2.2 背景數(shù)據(jù)塊 334
7.3 西門子S7-1200 PLC的組織塊 335
7.3.1 組織塊概述 335
7.3.2 主程序循環(huán)組織塊 337
7.3.3 啟動組織塊 338
7.3.4 延時中斷組織塊 340
7.3.5 循環(huán)中斷組織塊 343
7.3.6 硬件中斷組織塊 347
7.3.7 時間中斷組織塊 349
7.4 西門子S7-1200 PLC函數(shù)及其應(yīng)用 354
7.4.1 函數(shù)的接口區(qū) 354
7.4.2 函數(shù)的生成及調(diào)用 354
7.4.3 函數(shù)的應(yīng)用 355
7.5 西門子S7-1200 PLC函數(shù)塊及其應(yīng)用 362
7.5.1 函數(shù)塊的接口區(qū) 362
7.5.2 函數(shù)塊的生成及調(diào)用 362
7.5.3 函數(shù)塊的應(yīng)用 363
第8章 西門子S7-1200 PLC的數(shù)字量控制 370
8.1 翻譯設(shè)計法及應(yīng)用舉例 370
8.1.1 翻譯設(shè)計法簡述 370
8.1.2 翻譯設(shè)計法實例 371
8.2 經(jīng)驗設(shè)計法及應(yīng)用舉例 374
8.2.1 經(jīng)驗設(shè)計法簡述 374
8.2.2 經(jīng)驗設(shè)計法實例 375
8.3 順序控制設(shè)計法與順序功能圖 378
8.3.1 順序控制設(shè)計法 378
8.3.2 順序功能圖的組成 379
8.3.3 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 380
8.4 啟保停方式的順序控制 381
8.4.1 單序列啟保停方式的順序控制 381
8.4.2 選擇序列啟保停方式的順序控制 385
8.4.3 并行序列啟保停方式的順序控制 389
8.5 轉(zhuǎn)換中心方式的順序控制 395
8.5.1 單序列轉(zhuǎn)換中心方式的順序控制 396
8.5.2 選擇序列轉(zhuǎn)換中心方式的順序控制 401
8.5.3 并行序列轉(zhuǎn)換中心方式的順序控制 407
第9章 西門子S7-1200 PLC的模擬量與PID閉環(huán)控制 414
9.1 模擬量的基本概念 414
9.1.1 模擬量處理流程 414
9.1.2 模擬值的表示及精度 415
9.1.3 模擬量輸入方法 416
9.1.4 模擬量輸出方法 417
9.2 西門子S7-1200 PLC模擬量模塊的使用 418
9.2.1 模擬量模塊簡介 418
9.2.2 模擬量模塊的接線 419
9.2.3 模擬量模塊的應(yīng)用 420
9.3 西門子S7-1200 PLC的PID閉環(huán)控制 422
9.3.1 模擬量處理 423
9.3.2 PID控制器的基礎(chǔ)知識 423
9.3.3 PID控制實例 430
第10章 西門子S7-1200 PLC的網(wǎng)絡(luò)通信功能 437
10.1 通信基礎(chǔ)知識 437
10.1.1 通信的基本概念 437
10.1.2 PLC的網(wǎng)絡(luò)術(shù)語 438
10.1.3 網(wǎng)絡(luò)通信標準 440
10.1.4 通信傳輸介質(zhì) 445
10.2 西門子通信網(wǎng)絡(luò) 446
10.2.1 西門子的網(wǎng)絡(luò)層次 446
10.2.2 西門子的通信網(wǎng)絡(luò)形式 448
10.3 西門子S7-1200 PLC的串行通信 448
10.3.1 串行通信接口類型及連接方式 448
10.3.2 自由口協(xié)議通信 451
10.3.3 Modbus RTU協(xié)議通信 461
10.3.4 USS協(xié)議通信 477
10.4 西門子S7-1200 PLC的PROFIBUS通信 484
10.4.1 PROFIBUS通信協(xié)議 485
10.4.2 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組成及配置 485
10.4.3 PROFIBUS-DP通信的組態(tài) 486
10.4.4 PROFIBUS通信應(yīng)用舉例 489
10.5 西門子S7-1200 PLC的以太網(wǎng)通信 492
10.5.1 以太網(wǎng)通信概述 492
10.5.2 開放式用戶通信 494
10.5.3 S7通信 511
10.5.4 PROFINET IO通信 516
第11章 西門子S7-1200 PLC的安裝維護與系統(tǒng)設(shè)計 520
11.1 PLC的安裝與拆卸 520
11.1.1 PLC安裝注意事項 520
11.1.2 S7-1200設(shè)備的安裝方法及安裝尺寸 520
11.1.3 CPU模塊的安裝和拆卸 522
11.1.4 信號板的安裝和拆卸 523
11.1.5 端子塊連接器的安裝和拆卸 524
11.1.6 信號模塊的安裝和拆卸 524
11.1.7 通信模塊的安裝和拆卸 525
11.2 接線及電源的需求計算 526
11.2.1 接線注意事項 526
11.2.2 安裝現(xiàn)場的接線 526
11.2.3 電源的需求計算 527
11.3 PLC的定期檢修和故障診斷 529
11.3.1 定期檢修 529
11.3.2 硬件故障診斷 530
11.3.3 硬件故障排除 532
11.4 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試 532
11.4.1 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 533
11.4.2 系統(tǒng)調(diào)試方法和步驟 535
11.4.3 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 536
參考文獻 559
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