西門子S7-1200 PLC 編程及使用指南西門子S7-1200 PLC編程及使用指南

《西門子S7-1200 PLC 編程及使用指南》作者是段禮才，黃文鈺，王廣輝 ，是2020年機械工業出版社出版的圖書，本書主要講述了組態控制、安全的開放式用戶通信以及高速脈衝輸出端CTPL_PTO指令的使用，可滿足更多用戶的套用場景。同時本書所介紹的示例程式也更新為博途v151版本。

基本介紹

• 中文名：西門子S7-1200 PLC 編程及使用指南
• 作者：黃文鈺、段禮才、王廣輝
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111658504

內容簡介

S7-1200 PLC上市多年,在工業自動化控制領域得到了廣泛的套用。S7-1200 PLC集成了高速脈衝計數、PID、運動控制等功能，在中小型PLC控制系統中具有工程集成度高，實現簡單的特點。同時藉助西門子新一代框架結構的TIA博途軟體，可在同一開發環境下組態開發PLC、HMI和驅動系統等，統一的資料庫使各個系統之間輕鬆、快速地進行互連互通，真正達到了控制系統的全集成自動化。

本書深入淺出地介紹了在TIA博途V14 SP1環境下如何組態和使用S7-1200 PLC的PROFINET、PROFIBUS、Modbus RTU、Modbus TCP通信，以及編程、Web伺服器、PID控制、高速計數、運動控制、軌跡追蹤等功能，並且在每章都匯總了套用中的常見問題，為讀者答疑解惑。

本書所介紹的示例項目請關注“機械工業出版社E視界”微信公眾號，輸入書號65850下載或聯繫工作人員索取。

本書適合新手快速入門，可供有一定經驗的工程師借鑑和參考，也可用作大專院校相關專業師生的培訓教材。

圖書目錄

序

Preface

前言

縮略語

第1章TIA博途軟體概述1

11TIA博途軟體簡介1

12TIA博途軟體構成1

121TIA博途STEP 71

122TIA博途 WinCC2

13TIA博途軟體的安裝2

131硬體要求2

132支持的作業系統3

133兼容性3

134安裝步驟4

14TIA博途軟體的卸載6

15TIA博途軟體的授權管理8

151自動化授權管理器8

152許可證類型9

153安裝許可證9

16TIA博途軟體的界面10

161Portal視圖10

162項目視圖10

163項目樹11

17TIA博途軟體套用的常見問題12

第2章S71200 PLC硬體系統14

21CPU概述14

22信號模組與信號板18

221數位訊號模組（SM）18

222數位訊號板（SB）20

223模擬量概述21

224模擬信號模組（SM）23

225模擬信號板（SB）25

226模擬量輸入電壓和電流的測量

範圍26

227模擬量輸出電壓和電流的測量

範圍27

228熱電偶（TC）和熱電阻（RTD）

概述27

229熱電偶和RTD模組28

23通信接口概述31

231PROFIBUS31

232RS232、RS422和RS48531

24附屬檔案31

241電池板31

242擴展電纜32

243輸入仿真器32

244電位器模組33

245存儲卡33

25本體最大 I/O 能力與電源計算33

26接線35

261CPU供電接線35

262CPU感測器電源接線36

263數字量信號接線36

27S71200 PLC硬體系統的常見問題41

第3章S71200 PLC的基本組態44

31新建項目和硬體組態44

311新建項目44

312硬體組態44

313網路組態46

32CPU參數屬性的配置47

321常規47

322PROFINET 接口47

323數字量輸入輸出48

324模擬量50

325高速計數器52

326脈衝發生器52

327啟動52

328循環53

329通信負載53

3210系統和時鐘存儲器53

3211Web伺服器54

3212支持多種語言54

3213時間54

3214防護與安全55

3215組態控制57

3216連線資源57

3217地址總覽57

33I/O擴展模組的參數配置58

34基本組態的常見問題58

第4章S71200 PLC編程基礎61

41CPU的基本原理61

411CPU的工作模式61

412過程映像62

413存儲器機制62

414優先權與中斷63

42數據類型63

421基本數據類型63

422複雜數據類型64

423PLC數據類型（UDT）67

424VARIANT68

425系統數據類型（SDT）69

426硬體數據類型70

427數據類型轉換72

43S71200 CPU的數據訪問72

431地址區72

432定址73

433全局常量與局部常量76

44用戶程式77

441程式結構77

442組織塊（OB）78

443數據塊（DB）83

444函式（FC）84

445函式塊（FB）85

45庫功能88

451庫的基本功能88

452全局庫89

453項目庫91

46編程基礎的常見問題93

第5章S71200 PLC指令99

51基本指令99

511位邏輯運算99

512定時器操作99

513計數器操作101

514比較操作102

515數學函式103

516移動操作104

517轉換操作106

518程式控制指令106

519字邏輯運算107

5110移位和循環107

5111基本指令的常見問題108

52擴展指令116

521日期和時間116

522字元串+字元117

523分散式IO118

524中斷118

525報警119

526診斷119

527數據塊函式120

528定址120

529擴展指令的常見問題120

53配方123

531配方指令124

532配方操作步驟124

533配方示例124

534管理配方檔案127

535配方功能的常見問題128

54數據日誌129

541數據日誌指令129

542數據日誌操作步驟130

543數據日誌示例130

544查看數據日誌133

545數據日誌的常見問題134

55組態控制136

551組態控制介紹136

552組態控制功能範圍及操作步驟137

553組態控制示例137

第6章S71200 PLC基本調試142

61程式信息142

611調用結構142

612從屬性結構142

613分配列表143

614資源143

615交叉引用144

616項目的編譯145

617程式信息的常見問題146

62建立TIA博途軟體與PLC的連線147

621設定或修改PG/PC接口148

622建立線上連線150

623顯示和改變PLC的工作模式151

624顯示和設定PLC時鐘151

625重置為出廠設定151

63項目的下載與上傳152

631項目的下載152

632項目上傳156

633項目下載與上傳的常見問題157

64監控與強制158

641創建監控表158

642變數的監控和修改158

643變數的強制159

65調試程式160

651調試LAD/FBD程式160

652調試SCL程式160

653調試數據塊160

654調用環境功能162

655刪除程式塊163

66比較功能163

661離線/線上比較164

662離線/離線比較165

67TRACE（軌跡）166

671TRACE配置166

672TRACE使用及分析168

673存儲卡模式172

68PLCSIM173

681PLCSIM基本內容173

682PLCSIM的使用175

683設備組態、SIM表及序列177

69存儲卡的使用179

691程式模式180

692傳送模式180

693更新固件模式181

694存儲卡常見問題181

610固件更新182

6101TIA博途軟體的“線上和診斷”

工具進行固件更新182

6102使用Web伺服器進行固件

更新184

6103更新固件常見問題186

611訪問保護187

6111設定CPU Web伺服器訪問密碼

及實現訪問保護187

6112設定PLC的程式塊的訪問保護

功能187

612列印和項目歸檔189

6121列印簡介189

6122項目歸檔簡介193

第7章S71200 PLC乙太網通信195

71乙太網通信概述195

711通信介質和網路連線195

712CPU集成乙太網接口的通信功能

和連線資源196

713乙太網通信的常見問題199

72S7通信199

721S7通信概述199

722PUT/GET指令199

723S7通信示例202

724S7通信的常見問題208

73OUC通信210

731OUC通信概述210

732OUC通信指令211

733OUC通信示例218

734OUC通信的常見問題225

74Modbus TCP 通信227

741Modbus TCP 通信概述227

742Modbus TCP 通信指令227

743Modbus TCP 通信示例232

744Modbus TCP通信的常見問題235

75PROFINET IO通信235

751PROFINET IO通信概述235

752S71200 CPU 作為IO控制器236

753S71200 CPU 作為智慧型設備239

754S71200 CPU 作為共享設備244

755不帶可更換介質時支持設備

更換248

756PROFINET IO通信的常見問題249

76Web伺服器250

761標準的Web伺服器頁面251

762用戶自定義頁面252

77安全的開放式用戶通信256

771安全通信概述256

772用於安全通信的系統數據類型258

773安全OUC通信示例258

774安全OUC通信常見問題264

第8章S71200 PLC的PROFIBUS

通信268

81PROFIBUS 概述268

811PROFIBUS DP的訪問機制268

812PROFIBUS 網路269

82S71200 PLC PROFIBUS 通信271

821S71200 PLC PROFIBUS通信

功能271

822S71200 PLC PROFIBUS DP通信

性能數據272

823PROFIBUS DP分散式I/O從站

通信272

824PROFIBUS DP智慧型從站通信273

825數據一致性279

83PROFIBUS通信的常見問題279

第9章S71200 PLC的串口通信280

91串列通信概述280

92串口通信模組和通信板281

921串口通信模組和通信板281

922串口通信模組和通信板特徵及

接線282

923串口通信模組和通信板連線埠

硬體標識符286

924串口通信概覽286

93自由口通信287

931自由口通信模組的連線埠參數

設定287

932自由口通信傳送參數設定292

933自由口通信接收參數設定293

934自由口通信指令298

935自由口通信示例299

936自由口通信的常見問題302

94Modbus RTU通信304

941Modbus RTU基本原理304

942Modbus RTU通信指令305

943Modbus RTU通信示例311

944Modbus RTU通信的常見問題316

95USS通信317

951USS通信基本原理317

952USS通信指令318

953USS通信示例319

954USS通信的常見問題325

第10章S71200 PLC與HMI設備

的通信326

101S71200 PLC與HMI設備在同一個

項目中實現通信326

102S71200 PLC與HMI設備在不同的

項目中實現通信327

103通過OPC訪問S71200 PLC329

1031OPC概述329

1032PC Access作為OPC Server

訪問S71200 PLC330

1033SIMATIC NET作為OPC SERVER

訪問S71200 PLC331

104HMI通信的常見問題336

第11章S71200 PID控制338

111PID指令調用338

112PID_Compact指令339

1121PID_Compact指令339

1122PID_Compact組態340

1123PID_Compact調試343

113PID_3Step指令塊346

1131PID_3Step指令346

1132PID_3Step組態347

1133PID_3Step調試350

1134PID_3Step示例程式351

114PID_Temp指令352

1141PID_Temp指令參數352

1142PID_Temp組態354

1143PID_Temp自整定356

1144PID_Temp級聯控制358

115典型曲線的調節360

116PID的常見問題361

第12章S71200 PLC工藝功能366

121高速計數器概述366

1211高速計數器計數測量369

1212高速計數器周期測量372

1213高速計數器頻率測量372

1214高速計數器指令373

1215套用示例375

1216常見問題377

122運動控制379

1221運動控制簡述379

1222開環運動控制388

1223閉環運動控制399

1224軸控制臺410

1225工藝對象命令表412

1226編程415

1227運動控制中常見問題421

123PWM控制423

1231PWM硬體組態423

1232PWM指令423

124CTRL_PTO425

1241硬體組態425

1242CTRL_PTO指令426

1243常見問題427

第13章S71200 PLC的診斷功能429

131LED指示燈的診斷429

132TIA博途軟體的診斷430

1321“設備視圖”的線上診斷430

1322“網路視圖”的線上診斷432

1323“拓撲視圖”的線上診斷432

1324CPU診斷緩衝區的診斷433

133SIMATIC HMI的診斷控制項診斷434

134Web伺服器的診斷436

135通過用戶程式的診斷438

1351故障的診斷438

1352程式執行錯誤的診斷449

1353過程報警453

136診斷功能的常見問題456

附錄尋求幫助458

附錄1線上幫助系統458

附錄2網站支持458

附錄3移動設備“FA資料中心” App

支持459

參考文獻460