西門子S7-1200/1500PLC SCL語言編程從入門到精通

《西門子S7-1200/1500PLC SCL語言編程從入門到精通》是化學工業出版社於2022年出版的書籍，作者是北島李工編

基本介紹

• 書名：西門子S7-1200/1500PLC SCL語言編程從入門到精通
• 作者：北島李工
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2022年1月1日
• 頁數：347 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122400413

內容簡介

本書幫助讀者系統學習西門子SCL程式語言，書中案例的硬體基於西門子S7-1200/1500系列PLC，軟體基於博途開發環境。本書分三部分：入門篇、進階篇和高級篇。入門篇介紹了S7-1200/1500的硬體環境、PLC工作原理及SCL編程的基本概念；進階篇介紹了SCL編程的複雜數據類型、擴展指令、工藝對象等，包含大量實用案例講解；高級篇介紹如何使用C#語言編寫TCP及UDP通信的控制台程式，並實現與PLC的通信。本書從基礎到進階再到高級，帶領讀者循序漸進地學習西門子SCL編程方法和技巧。 書中附有視頻講解，讀者掃描二維碼即可觀看學習。 本書適合電氣自動化的編程和調試工程師使用，也可作為大專院校相關專業的教材。

目錄

第一篇 入門篇 001

第1章 S7-1200/1500硬體介紹 001

1.1 西門子SIMATIC S7-1200 PLC概述 001

1.2 S7-1200的CPU模組 003

1.2.1 CPU模組概述 003

0101-CPU 1214FC介紹 004

1.2.2 CPU 1214C AC/DC/Relay 004

1.3 S7-1200的數字量模組 007

1.3.1 數字量輸入模組 007

1.3.2 數字量輸出模組 009

1.4 S7-1200的模擬量模組 010

1.4.1 模擬量輸入模組 010

1.4.2 模擬量輸出模組 012

1.5 西門子SIMATIC S7-1500 PLC概述 013

1.6 S7-1500的CPU模組 015

1.6.1 CPU模組概述 015

1.6.2 CPU 1515-2PN模組 017

1.7 S7-1500/ET 200MP的數字量模組 019

1.7.1 數字量輸入模組 019

1.7.2 數字量輸出模組 019

1.7.3 數字量故障安全模組 021

1.8 S7-1500/ET 200MP的模擬量模組 023

1.8.1 模擬量輸入模組 023

1.8.2 模擬量輸出模組 027

1.9 S7-1500/ET 200MP的組件 029

1.9.1 導軌 029

1.9.2 U形連線器 029

1.9.3 前連線器 029

1.9.4 電源端子 030

第2章　PLC的工作原理與存儲方式 031

2.1 PLC的工作原理 031

2.1.1 PLC的程式結構 031

2.1.2 CPU的工作模式 031

2.2 CPU的存儲器 033

2.2.1 裝載存儲器 033

2.2.2 工作存儲器 033

2.2.3 保持存儲器 034

2.2.4 系統存儲器 034

2.3 SIMATIC存儲卡 035

2.3.1 SIMATIC存儲卡簡介 035

0201-SIMATIC存儲卡介紹 035

2.3.2 SIMATIC存儲卡的安裝 036

2.3.3 SIMATIC存儲卡的工作模式 037

2.3.4 使用SIMATIC存儲卡更新CPU固件 037

2.4 線上查看存儲器的使用情況 038

第3章　TIA博途軟體開發環境 039

3.1 TIA博途平台簡介 039

3.2 程式編輯器介紹 042

3.3 SCL編輯器的常規設定 043

3.3.1 高亮顯示關鍵字 043

3.3.2 新添加塊的設定 044

3.4 創建SCL函式塊或函式 045

3.5 SCL代碼編輯器 045

3.6 SCL編輯器使用技巧 046

3.6.1 使用區間指令將代碼分區 046

3.6.2 使用書籤快速定位代碼 047

第4章　TIA博途軟體套用實例 049

4.1 創建示例程式 049

0401-創建示例程式 049

4.2 項目的編譯、下載與線上監控 053

0402-項目程式的下載與線上監控 053

4.3 程式的比較 054

0403-程式線上與離線比較 055

4.4 項目的歸檔與恢復 055

0404-項目的歸檔與恢復 056

4.5 使用項目參考功能 056

0405-使用項目參考功能 056

第5章　S7-1200/1500的軟體架構與編程 057

5.1 作業系統與用戶程式 057

5.2 作業系統的接口——組織塊 058

5.2.1 組織塊的分類 058

0501-組織塊(Organization Block)介紹 059

5.2.2 程式循環組織塊 059

5.2.3 啟動組織塊 059

5.2.4 延時中斷組織塊 059

5.2.5 循環中斷組織塊 059

5.2.6 硬體中斷組織塊 060

5.2.7 時間錯誤中斷組織塊 060

5.2.8 診斷錯誤中斷組織塊 060

5.2.9 插拔中斷組織塊 060

5.2.10 機架或子站故障組織塊 061

5.2.11 日期時間中斷組織塊 061

5.2.12 狀態中斷組織塊 061

5.2.13 更新中斷組織塊 061

5.2.14 配置中斷組織塊 061

5.2.15 運動控制插補器組織塊 061

5.2.16 運動控制伺服組織塊 061

5.2.17 運動控制伺服前調組織塊 061

5.2.18 運動控制伺服後調組織塊 062

5.3 用戶程式的基本單位——程式組織單元 062

5.3.1 函式 062

0502-函式(FC)介紹 062

5.3.2 函式塊 063

0503-函式塊(FB)及其背景數據塊的介紹 063

5.3.3 數據塊 064

0504-全局數據塊(Global DB)介紹 064

0505-背景數據塊介紹 066

0506-多重背景數據塊介紹 067

5.4 編程指導 068

5.4.1 模組化程式設計 068

5.4.2 程式組織單元的命名規則 068

5.4.3 代碼注釋的推薦格式 069

第6章　SCL語言 070

6.1 SCL語言與PLC國際編程標準 070

6.1.1 SCL語言簡介 070

6.1.2 PLC國際編程標準——IEC 61131-3簡介 071

6.2 SCL語言的特點和優勢 071

6.3 先睹為快：SCL編程實現按鈕控制指示燈 072

6.3.1 硬體/軟體環境及電氣圖紙 072

0601-TIA博途實例-電氣圖紙 073

6.3.2 程式代碼示例 073

0602-TIA博途實例-程式講解 075

0603-LED燈實際效果演示 075

第7章　SCL編程的基本概念 076

7.1 基本數據類型 076

7.1.1 布爾型 076

7.1.2 整數類型 076

7.1.3 實數類型 077

7.1.4 定時器時間值類型 078

7.1.5 日期時間類型 079

7.1.6 字元與字元串類型 081

7.1.7 位字元串類型 082

7.2 變數與常量 083

7.2.1 變數概述 083

7.2.2 變數的命名規則 083

7.2.3 變數的聲明 084

7.2.4 預定義變數——ENO 084

7.2.5 常量概述 085

7.2.6 常量的聲明 085

7.3 表達式 086

7.3.1 算術表達式 086

7.3.2 關係表達式 087

7.3.3 邏輯表達式 087

7.4 運算符及其優先權 088

7.5 語句 088

7.5.1 語句概述 088

7.5.2 賦值語句 088

7.5.3 條件語句（IF） 089

7.5.4 選擇語句（CASE） 090

7.5.5 循環語句 091

7.5.6 跳轉語句 094

7.6 代碼的注釋 095

第8章　SCL基本指令及其套用 096

8.1 沿信號檢測指令 096

8.1.1 上升沿信號檢測指令 096

0801-上升沿信號檢測 096

8.1.2 下降沿信號檢測指令 097

8.2 定時器指令 097

8.2.1 脈衝定時器（TP）指令 097

0802-脈衝定時器示例 099

8.2.2 延時接通定時器（TON）指令 099

0803-延時接通定時器示例 100

8.2.3 延時斷開定時器（TOF）指令 100

0804-延時斷開定時器示例 101

8.2.4 保持型延時接通定時器（TONR）指令 101

0805-保持型延時接通定時器示例 102

8.2.5 復位定時器（RESET_TIMER）指令 102

8.2.6 定時器預設值設定（PRESET_TIMER）指令 103

8.3 計數器指令 103

8.3.1 加計數器指令 103

8.3.2 減計數器指令 104

8.3.3 加/減計數器指令 105

8.4 數學指令 106

8.4.1 正弦指令 106

8.4.2 餘弦指令 106

8.4.3 平方指令 106

8.4.4 最大值指令 107

8.4.5 最小值指令 107

8.5 讀寫存儲器指令 107

8.5.1 PEEK指令 107

8.5.2 POKE指令 108

8.6 移動指令 110

8.6.1 MOVE_BLK指令 111

8.6.2 UMOVE_BLK指令 111

8.6.3 FILL_BLK指令 111

8.6.4 UFILL_BLK指令 112

8.7 轉換指令 112

8.7.1 類型轉換指令 112

8.7.2 取整指令 112

8.7.3 歸一化指令——NORM_X 113

8.7.4 比例縮放指令——SCALE_X 114

8.8 字邏輯指令 115

8.8.1 解碼（DECO）指令 115

8.8.2 編碼（ENCO）指令 115

8.9 移位指令 116

8.9.1 右移（SHR）指令 116

8.9.2 左移（SHL）指令 116

8.9.3 循環右移（ROR）指令 117

8.9.4 循環左移（ROL）指令 117

第9章　SCL基本編程實例 118

9.1 電機啟停控制 118

0901-電機啟停控制-電氣圖紙講解 119

0902-電機啟停控制-程式講解 120

0903-電機啟停控制-實際演示 120

9.2 用不同的頻率控制蜂鳴器 120

0904-不同頻率控制蜂鳴器發聲-電氣圖紙講解 121

0905-不同頻率控制蜂鳴器發聲-程式講解 122

0906-不同頻率控制蜂鳴器發聲-實際演示 123

9.3 空壓機的延時關閉 124

0907-空壓機延時關閉-電氣圖紙講解 124

0908-空壓機延時關閉-程式講解 126

0909-空壓機延時關閉-實際演示 126

9.4 移動單元位置計算 126

0910-移動單元位置計算-電氣圖紙講解 127

0911-移動單元位置計算-程式講解 128

0912-移動單元位置計算-實際演示 128

9.5 獲取模擬量溫濕度感測器的值 129

0913-模擬量溫濕度感測器-電氣圖紙講解 129

0914-模擬量溫濕度感測器-程式講解 130

0915-模擬量溫濕度感測器-實際演示 131

9.6 BCD碼轉換成整數 131

0916-BCD碼轉換成整數 132

9.7 位字元串的提取與組合 133

0917-位字元串的提取與組合 133

第二篇 進階篇 135

第10章 S7-1200/1500複雜數據類型 135

10.1 數組 135

10.1.1 數組概述 135

10.1.2 數組的聲明 136

10.1.3 數組元素的引用 136

10.2 指針 136

10.2.1 基本概念 136

10.2.2 Pointer類型 137

10.2.3 Any類型 138

10.2.4 Variant類型 139

10.3 結構體 139

10.3.1 結構體及其聲明 139

10.3.2 結構體變數的引用 140

10.4 用戶自定義類型 141

10.4.1 基本概念 141

10.4.2 用戶自定義類型變數的聲明及引用 142

10.5 系統數據類型 142

第11章　SCL擴展指令 143

11.1 日期時間指令 143

11.1.1 時間加減指令 143

11.1.2 時鐘讀寫指令 144

1101-讀寫CPU系統時鐘 145

11.2 字元串操作指令 146

11.2.1 獲取字元串當前長度 146

11.2.2 獲取字元串最大長度 146

11.2.3 讀取字元串左側字元 146

11.2.4 讀取字元串右側字元 147

11.2.5 讀取字元串中間字元 147

11.2.6 插入字元串 148

11.2.7 替換字元串 148

11.3 中斷指令 149

11.3.1 硬體中斷的綁定與解綁 149

11.3.2 循環中斷的設定與查詢 150

11.3.3 日期時間中斷的設定與啟用 152

11.3.4 延時中斷的啟用與取消 155

11.4 配方管理 156

11.4.1 配方概述 156

11.4.2 配方相關數據塊 157

11.4.3 配方導出指令 158

1102-如何導出配方數據 159

11.4.4 配方導入指令 161

1103-如何導入配方數據 162

11.4.5 讀配方指令 164

1104-讀取配方數據 165

11.4.6 寫配方指令 165

1105-寫入配方數據 166

11.5 診斷指令 166

11.5.1 讀取IO設備的名稱 166

1106-讀取IO設備名稱 166

11.5.2 讀取IO設備信息 168

1107-讀取IO設備信息 168

11.5.3 讀取IO設備的狀態 170

1108-讀取IO設備狀態 170

11.5.4 讀取標識及維護數據 172

1109-讀取標識及維護數據 174

第12章　SCL編程進階實例與技巧 175

12.1 通用函式館 175

12.1.1 基本介紹 175

12.1.2 下載與安裝 175

1201-LGF通用函式館的下載及安裝 175

12.1.3 LGF函式介紹——脈衝繼電器 176

1202-LGF脈衝繼電器 177

12.1.4 LGF函式介紹——頻率發生器 178

1203-LGF頻率發生器 178

12.1.5 LGF函式介紹——環型存儲區 179

1204-LGF環型存儲區函式 179

12.2 自己編程實現沿信號檢測 181

12.3 自己編程實現雙穩態觸發器 182

12.4 自己編程實現減計數器 184

12.5 自己編程實現定時採樣 186

12.6 自己編程實現數據塊複製 188

12.7 自己編程計算設備運行時間 189

12.8 間接定址 192

12.8.1 變數的覆蓋訪問（AT） 192

12.8.2 變數的片段訪問（SLICE） 192

12.8.3 PEEK/POKE 194

12.9 SCL原始碼操作 195

12.9.1 導出原始碼 195

12.9.2 導入原始碼 195

12.10 SCL程式加密保護 196

12.11 創建自己的全局庫 196

1205-創建自己的全局庫 197

第13章　SCL工藝功能及其套用 198

13.1 高速計數器 198

13.1.1 高速計數器概述 198

13.1.2 S7-1200的高速計數器 198

13.1.3 S7-1200的高速計數器指令 200

13.1.4 S7-1500的高速計數器模組 204

13.1.5 實例1：CPU 1214FC獲取編碼器的數據 208

1301-編碼器-高速計數器電氣圖紙講解 209

1302-編碼器例程程式講解 211

13.1.6 實例2：高速計數器當前值的斷電保存 211

1303-保存高速計時器當前值 211

13.2 脈寬調製（PWM） 213

13.2.1 脈寬調製概述 213

13.2.2 S7-1200的PWM資源 213

13.2.3 S7-1200 PWM的組態與控制 214

13.2.4 S7-1500的PWM資源 216

13.2.5 S7-1500 PWM的組態與控制 216

1304-PWM組態及程式講解 216

13.2.6 SCL實例：CPU 1214FC使用PWM實現電機調速 220

1305-EPLAN電氣圖紙講解 220

13.3 PID控制 223

13.3.1 開環系統與閉環系統 223

1306-PWM控制電機調速-實際延時 223

13.3.2 PID控制器 224

13.3.3 S7-1200/1500 PID指令介紹 224

1307-PID指令及其組態 224

13.3.4 PID工藝對象 226

13.3.5 實例：CPU 1214C使用PID控制水罐的溫度 227

13.4 運動控制 232

13.4.1 運動控制概述 232

13.4.2 S7-1200的PTO資源 236

13.4.3 S7-1500/ET 200MP的TM PTO4模組 236

13.4.4 S7-1200/1500的運動軸與工藝對象 238

1308-運動軸工藝對象介紹 238

13.4.5 S7-1200/1500的運動控制指令 241

13.4.6 實例：CPU 1214FC控制步進電機進行絕對定位 252

1309-步進電機-接線圖講解 254

1310-步進電機運動控制-工藝對象講解 256

1311-步進電機控制-回原點 258

1312-步進電機運動控制-程式講解 261

1313-步進電機運動控制-實例演示 261