第1章 S7-1200/1500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 S7-1500的硬件 8
1.2.1 CPU模块 8
1.2.2 CPU模块的前面板 12
1.2.3 信号模块 13
1.2.4 工艺模块与通信模块 15
1.3 分布式I/O 16
1.3.1 ET 200SP分布式I/O 16
1.3.2 其他分布式I/O 18
1.4 TIA博途的安装与升级 19
1.5 TIA博途使用入门 22
1.6 S7-1200/1500 CPU的参数设置 26
1.6.1 硬件组态的基本方法 26
1.6.2 组态PROFINET接口 28
1.6.3 组态CPU的其他参数 32
1.6.4 S7-1500的硬件组态 37
1.7 S7-1200/1500信号模块的组态 40
1.7.1 S7-1200输入／输出点的参数设置 40
1.7.2 S7-1500信号模块的参数设置 44
第2章 S7-1200/1500程序设计基础 49
2.1 S7-1200/1500的编程语言 49
2.2 PLC的工作原理与用户程序结构 51
2.2.1 逻辑运算 51
2.2.2 PLC的工作过程 52
2.2.3 用户程序结构简介 55
2.3 物理存储器与系统存储区 57
2.3.1 物理存储器 57
2.3.2 系统存储区 59
2.4 数制、编码与数据类型 61
2.4.1 数制与编码 61
2.4.2 基本数据类型 63
2.4.3 全局数据块与复杂数据类型 67
2.4.4 参数类型 69
2.4.5 其他数据类型 72
2.5 编写用户程序与使用变量表 73
2.5.1 编写用户程序 73
2.5.2 使用变量表与帮助功能 77
2.6 用户程序的下载与仿真 79
2.6.1 下载与上传用户程序 79
2.6.2 用户程序的仿真调试 83
2.7 用STEP 7调试程序 86
2.7.1 用程序状态功能调试程序 86
2.7.2 用监控表监控与强制变量 87
第3章 S7-1200/1500的指令 92
3.1 位逻辑指令 92
3.2 定时器与计数器指令 96
3.2.1 定时器指令 97
3.2.2 计数器指令 102
3.3 数据处理指令 104
3.3.1 比较器操作指令 104
3.3.2 使能输入与使能输出 106
3.3.3 转换操作指令 107
3.3.4 移动操作指令 110
3.3.5 移位与循环移位指令 113
3.4 数学运算指令 114
3.4.1 数学函数指令 114
3.4.2 字逻辑运算指令 118
3.5 程序控制操作指令与“原有”指令 119
3.6 日期和时间指令 122
3.7 字符串与字符指令 124
3.7.1 字符串转换指令 124
3.7.2 字符串指令 126
3.8 S7-1200的高速脉冲输出与高速计数器 128
3.8.1 高速脉冲输出 128
3.8.2 高速计数器 129
3.8.3 高速脉冲输出与高速计数器实验 132
3.8.4 用高速计数器测量频率的实验 135
第4章 S7-1200/1500的用户程序结构 137
4.1 函数与函数块 137
4.1.1 生成与调用函数 137
4.1.2 生成与调用函数块 140
4.1.3 复杂数据类型作块的输入参数 143
4.1.4 多重背景 144
4.2 操作数寻址 147
4.2.1 对变量的组成部分寻址 147
4.2.2 间接寻址 148
4.3 中断事件与中断组织块 154
4.3.1 事件与组织块 154
4.3.2 初始化组织块与循环中断组织块 156
4.3.3 时间中断组织块 159
4.3.4 硬件中断组织块 160
4.3.5 中断连接指令与中断分离指令 162
4.3.6 延时中断组织块 163
4.4 交叉引用表与程序信息 165
4.4.1 交叉引用表 165
4.4.2 分配列表 167
4.4.3 调用结构、从属性结构与资源 169
第5章 顺序控制编程方法与SCL编程语言 171
5.1 梯形图的经验设计法 171
5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 175
5.2.1 顺序功能图的基本元件 176
5.2.2 顺序功能图的基本结构 178
5.2.3 顺序功能图中转换实现的基本规则 180
5.3 使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法 181
5.3.1 单序列的编程方法 181
5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 184
5.3.3 专用钻床的顺序控制程序设计 186
5.4 顺序功能图语言S7-Graph 189
5.4.1 S7-Graph语言概述 189
5.4.2 使用S7-Graph编程的例子 190
5.4.3 顺控器中的动作与条件 196
5.5 SCL编程语言 199
5.5.1 SCL程序编辑器 199
5.5.2 SCL基础知识 200
5.5.3 SCL程序控制指令 202
5.5.4 SCL的间接寻址 208
第6章 S7-1200/1500的通信功能 212
6.1 网络通信基础 212
6.1.1 计算机通信的国际标准 212
6.1.2 SIMATIC通信网络 214
6.1.3 工业以太网概述 217
6.2 PROFINET IO系统组态 220
6.2.1 S7-1200作IO控制器 220
6.2.2 S7-1500 CPU和ET 200SP CPU作IO控制器 222
6.2.3 S7-1200作智能IO设备 223
6.3 基于以太网的开放式用户通信 226
6.3.1 S7-1200/S7-1500之间使用TSEND_C/TRCV_C指令的通信 226
6.3.2 S7-1200之间使用TSEND/TRCV指令的通信 231
6.3.3 S7-1200/1500之间的UDP协议通信 232
6.3.4 S7-1200/1500与S7-300/400之间的开放式用户通信 234
6.4 S7协议通信 237
6.4.1 S7-1200/1500之间的单向S7通信 237
6.4.2 S7-1500之间的双向S7通信 241
6.4.3 S7-1200/1500与其他S7 PLC之间的S7单向通信 243
6.5 点对点通信 245
6.5.1 串行通信概述 245
6.5.2 点对点通信的组态与编程 247
6.5.3 Modbus RTU协议通信 250
6.6 PROFIBUS-DP与AS-i 网络通信 254
6.6.1 PROFIBUS的物理层 254
6.6.2 DP主站与标准DP从站通信的组态 255
6.6.3 安装GSD文件 258
6.6.4 DP主站与智能从站通信的组态 261
6.6.5 DP网络中数据的一致性传输 262
6.6.6 AS-i通信 264
6.7 S7-1200与变频器的USS协议通信 266
6.7.1 硬件接线与变频器参数设置 266
6.7.2 S7-1200的组态与编程 268
6.7.3 S7-1200与变频器通信的实验 270
6.8 S7-1500与G120变频器的通信 271
6.8.1 S7-1500通过通信监控变频器 271
6.8.2 S7-1500通过周期性通信读写变频器参数 277
第7章 S7-1200/1500的故障诊断 281
7.1 与故障诊断有关的中断组织块 281
7.1.1 与硬件故障有关的中断组织块 281
7.1.2 时间错误中断组织块 282
7.2 用TIA博途诊断故障 283
7.2.1 用在线和诊断视图诊断故障 283
7.2.2 用网络视图和设备视图诊断故障 287
7.2.3 编程错误的诊断 290
7.2.4 项目的上传 292
7.3 用系统诊断功能和HMI诊断故障 294
7.3.1 组态系统诊断功能 294
7.3.2 HMI组态与测试 295
7.4 用S7-1500 CPU的Web服务器诊断故障 298
7.5 用S7-1500 CPU的LED和显示屏诊断故障 301
7.6 用程序诊断故障 303
7.6.1 通过编写程序诊断故障 303
7.6.2 通过用户自定义报警诊断故障 306
7.6.3 用模块的值状态功能检测故障 308
第8章 精简系列面板的组态与应用 310
8.1 精简系列面板 310
8.2 精简系列面板的画面组态 312
8.2.1 HMI的基本操作 312
8.2.2 组态指示灯与按钮 314
8.2.3 组态文本域与I/O域 317
8.3 精简系列面板的仿真与运行 319
8.3.1 PLC与HMI的集成仿真 319
8.3.2 HMI与PLC通信的组态与操作 322
第9章 S7-1200/1500在PID闭环控制中的应用 325
9.1 模拟量闭环控制系统与PID_Compact指令 325
9.1.1 模拟量闭环控制系统 325
9.1.2 PID_Compact指令的算法与参数 328
9.1.3 PID_Compact指令的组态与调试 331
9.2 PID参数的物理意义与手动整定方法 333
9.2.1 PID参数与系统动静态性能的关系 333
9.2.2 PID参数的手动整定方法 337
9.2.3 PID参数的手动整定实验 338
9.3 PID参数自整定 341
附录 随书光盘简介 344
参考文献 346