基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書全面介紹了TIA博途（V13 SP1）軟體和S7-1200/1500 PLC的基本功能、硬體組態、編程和調試的方法與技巧，在結構上分為4篇：首先簡單介紹TIA博途軟體和S7-1200/1500 PLC產品；接著通過電氣技術發展的歷史脈絡闡述PLC有關的基本知識和基本概念；然後詳盡介紹在TIA博途軟體和S7-1200/1500 PLC下各部分基本功能的使用方法；最後，總結一般工控程式的編寫方法和技巧，並簡要介紹PLC技術在“工業4.0”和“智慧型製造”背景下的地位和方向。 對於初學PLC的人員，可以通過前2篇輕鬆理解PLC相關的基礎知識，並直接對接TIA博途軟體下的各種套用，而對於有S7-300/400 PLC使用經驗的讀者，可以在通讀第1篇的整體產品介紹後，直接跳到第3篇，快速上手新軟體、新設備。
目錄
第1篇 初探 1
第1章 TIA博途軟體和S7-1200/1500初探 2
1.1 自動化發展概況 2
1.2 西門子集成自動化和產品體系簡介 4
1.3 S7-1200/1500介紹 5
1.3.1 S7-1200/1500在SIMATIC S7體系中的位置 5
1.3.2 S7-1200特點介紹 6
1.3.3 S7-1500 特點介紹 6
1.4 TIA博途軟體介紹 7
1.4.1 TIA博途軟體的特點 7
1.4.2 TIA博圖軟體的結構和版本 9
1.4.3 TIA博圖軟體的支持軟體 10
1.4.4 TIA博途軟體的授權 10
第2篇 PLC技術基礎 11
第2章 電氣控制基礎 12
2.1 常用的電氣控制元件 12
2.1.1 保護（配電）器件 12
2.1.2 接觸器 15
2.1.3 繼電器 17
2.1.4 主令電器 17
2.2 電氣控制系統簡單實例 18
第3章 PLC控制基礎 20
3.1 從繼電器（接觸器）到PLC控制 20
3.2 PLC的硬體結構 21
3.3 PLC程式運行原理 23
3.3.1 程式循環機制 23
3.3.2 程式語言 24
3.3.3 CPU的結構和運行原理 25
3.3.4 存儲器的編址與變數 30
3.3.5 變數類型 31
3.3.6 OB塊簡介 32
3.3.7 DB塊簡介 32
3.3.8 FC塊簡介 32
3.3.9 FB塊簡介 36
3.3.10 UDT簡介 39
3.4 現場匯流排與分散式IO簡介 39
3.4.1 PROFIbus 現場匯流排簡介 40
3.4.2 PROFInet 現場匯流排簡介 40
第4章 梯形圖、基礎指令和執行原理 43
4.1 梯形圖語言基礎 43
4.2 位操作指令 44
4.2.1 常開、常閉和“與”邏輯 44
4.2.2 取反和“或”邏輯 46
4.2.3 置位、復位、置位優先觸發器（RS）和復位優先觸發器（SR） 47
4.2.4 上升沿檢測和下降沿檢測 49
4.3 定時器指令 50
4.3.1 脈衝定時器（S_PULSE） 50
4.3.2 擴展脈衝定時器（S_PEXT） 52
4.3.3 延遲輸出定時器（S_ODT） 54
4.3.4 帶記憶的延遲輸出定時器（S_ODTS） 55
4.3.5 關斷延遲定時器（S_OFFDT） 56
4.4 計數器指令 57
4.4.1 向上計數器 57
4.4.2 向下計數器（C計數器） 58
4.4.3 上下計數器（C計數器） 58
第3篇 TIA軟體和S7-1200/1500 PLC基礎 61
第5章 TIA 軟體的基本操作 62
5.1 軟體的視圖 62
5.2 軟體的常用操作 63
5.2.1 項目的創建、打開、關閉、移植、壓縮和解壓縮 63
5.2.2 軟體中的幫助系統和撤銷功能 66
5.2.3 軟體的升級 67
5.3 軟體的窗體 68
5.3.1 窗體的劃分 68
5.3.2 項目樹中的操作 70
5.3.3 視窗的基本操作和軟體的使用思路 72
5.3.4 各部分視窗的配合與軟體的使用思路 75
第6章 硬體操作 77
6.1 硬體組態和線上設定概述 77
6.2 線上設定 78
6.2.1接口（Interface）的設定 78
6.2.2 對硬體模組的線上設定 79
6.3 硬體組態 84
6.3.1 創建設備 84
6.3.2 組態CPU機架 85
6.3.3 組態分散式設備 88
6.3.4 配置PROFInet參數和建立PROFInet連線 89
6.4 硬體組態的編譯與下載 91
6.4.1 編譯 91
6.4.2 下載 93
6.5 常用模組的硬體配置 96
6.5.1 S7-1500 PLC的PS電源與PM電源模組 96
6.5.2 S7-1500 PLC的CPU模組的屬性設定 98
6.5.3 EP200SP的組態和使用 105
6.5.4 模擬量輸入與輸出模組的配置和使用 106
6.6 與硬體配置有關的其他操作 109
6.6.1 硬體組態和程式的上傳 109
6.6.2 CPU機架的探測功能 110
6.6.3 GSD檔案的載入 112
6.6.4 硬體庫的更新 115
6.6.5 自動附加IP功能的說明 115
第7章 程式操作 117
7.1 程式編輯的基本方法 117
7.1.1 程式塊的創建 117
7.1.2 程式塊的線上、編譯、下載、上傳、比較 118
7.1.3 程式塊的加密與保護 121
7.1.4 程式編輯界面的基本操作 122
7.1.5 變數的拖曳 124
7.2 OB塊 126
7.2.1 程式循環、錯誤中斷、時間中斷的觸發條件 127
7.2.2 OB100的調用條件和S7-1200/1500的啟動 129
7.2.3 OB80的觸發條件 130
7.2.4 硬體中斷的觸發條件 130
7.2.5 診斷中斷的觸發條件 132
7.2.6 最佳化的OB塊 132
7.3 S7-1200/1500 下的數據類型 134
7.3.1 基礎數據類型 134
7.3.2 PLC數據類型（UDT） 135
7.3.3 數組（Array） 136
7.3.4 結構體（Struct） 137
7.4 變數（tags） 137
7.4.1 變數（tags）的管理 138
7.4.2 在變數（tags）中新建變數 139
7.4.3 變數表中的幾種特殊情況和提示 140
7.4.4 變數斷電保持屬性的設定 141
7.4.5 變數的HMI訪問屬性 142
7.4.6 變數（tags）的更名與內置ID機制 144
7.4.7 變數（tags）中的監控功能 144
7.4.8 常量和新建常量 144
7.4.9 系統常量 145
7.5 DB塊 146
7.5.1 DB塊的類型 146
7.5.2 在DB塊中建立變數 147
7.5.3 DB塊中數據的屬性 147
7.5.4 DB塊調試功能之快閃（Snapshot）系列功能 149
7.5.5 最佳化DB塊之存儲方式改變 150
7.5.6 最佳化DB塊之下載而不初始化功能 152
7.6 FC塊與FB塊 156
7.6.1 FC塊 156
7.6.2 FB塊 156
7.6.3 FC塊和FB塊的更新 158
7.7 工藝指令 159
7.8 數組的使用和FC/FB塊中Variant 類型接口參數的討論和實例 159
第8章 TIA博途軟體指令 165
8.1 TIA博途軟體指令的新特徵 165
8.1.1 更加靈活的梯形圖畫法 165
8.1.2 更加靈活的指令選擇和參數配置 165
8.1.3 “使能輸出端”的可選擇性 166
8.1.4 隱形轉換和指令接口參數的添加 167
8.2 位邏輯指令 167
8.3 定時器指令 170
8.4 計數器指令 175
8.4 比較指令 178
8.6 數學指令 180
8.7 移動指令 181
8.8 轉換指令 184
8.9 程式控制指令 186
8.10 字邏輯運算指令 188
8.11 位移指令 190
第9章 調試方法 192
9.1 程式的監控和相關功能 192
9.1.1 一般程式塊的監控和相關功能 192
9.1.2 在調用選擇下FB塊的監控 193
9.2 監控變數和強制IO 194
9.2.1 監控變數 194
9.2.2 強制IO 198
9.3 查看資源分配列表 200
9.4 變數的交叉檢索 201
9.5 調用結構與調用層級的查看 204
9.6 離線與線上的比較 204
9.6.1 離線與線上的比較功能實操 204
9.6.2 對不一致程式塊的處理 206
9.6.3 對程式細節的離線與線上的比較 206
9.7 變數跟蹤 207
9.7.1 變數跟蹤的原理 207
9.7.2 變數跟蹤的觸發模式 208
9.7.3 變數跟蹤的組態 208
9.7.4 變數跟蹤的實際操作 210
9.7.5 採用數據的保存與導出 212
第10章 錯誤（故障）的處理、診斷與程式診斷 214
10.1 PLC錯誤（故障）綜述 214
10.2 PLC的線上診斷 215
10.3 PLC的程式診斷 219
10.3.1 基於指令的診斷 220
10.3.2 基於OB塊的診斷 226
第11章 HMI相關操作 229
11.1 HMI設備的新建和連線設定 230
11.1.1 新建HMI設備和HMI設計的框架 230
11.1.2 HMI與PLC通信的設定 230
11.2 HMI變數 234
11.3 畫面與控制項 237
11.3.1 畫面的設計與管理 237
11.3.2 控制項的使用 238
11.4 報警的管理和配置 243
11.5 HMI中的常用特殊功能 246
11.5.1 HMI與CPU之間的狀態匯報 246
11.5.2 HMI與PLC的時間同步 248
11.5.3 將CPU的診斷信息顯示在HMI上 249
第12章 SCL語言與Graph語言 254
12.1 SCL語言 254
12.1.1 SCL編輯環境和調試工具 254
12.1.2 SCL語言中的指令 255
12.1.3 SCL語言中的控制結構 257
12.2 Graph語言 260
12.2.1 Graph語言程式介紹 261
12.2.2 Graph語言程式塊的建立和運行原理 262
12.2.3 順控圖與順控圖的編輯 266
12.2.4 單步編輯 269
12.2.5 互鎖和監控的報警 273
第13章 故障安全和安全型PLC的使用 276
13.1 故障安全簡介 276
13.2 TIA博途軟體中故障安全的設定 280
13.2.1 安全模組的硬體組態和設定 281
13.2.2 硬體組態的下載和模組端F目標地址的設定 286
13.2.3 安全程式的創建、編寫、編譯與下載 289
第4篇 編程經驗與PLC技術漫談 295
第14章 設計與編程經驗漫談 296
14.1 組建一個控制系統 296
14.2 輸入、狀態、輸出三層級的編程與分析方法 297
14.2.1 方法概述 297
14.2.2 舉升機控制實例之狀態變數的創建 297
14.2.3 舉升機控制實例之狀態變數的定義 299
14.2.4 舉升機控制實例之狀態變數決定輸出 305
14.3 論程式的層次與結構 306
第15章 編程技巧 310
15.1 利用Excel批量編輯簡單的語句表指令 310
15.2 源檔案操作 315
第16章 展望“工業4.0”與《中國製造2025》下的PLC技術 318
