第1章 S7-1200 PLC入门 1
1.1 背景知识介绍：PLC的产生与原理 2
1.1.1 PLC的产生 2
1.1.2 PLC的控制原理 2
1.1.3 PLC的定义 4
1.1.4 PLC开关量控制的应用 4
1.2 知识讲座：S7-1200 PLC的组成 5
1.2.1 S7-1200 PLC的硬件组成 5
1.2.2 以S7-1200 PLC为核心的控制系统 7
1.2.3 IEC 61131-3标准 8
1.3 技能训练一：STEP 7 Basic软件的安装 11
1.3.1 STEP7 Basic V10.5软件 11
1.3.2 STEP7 Basic V10.5软件安装步骤 12
1.3.3 TIA软件的界面特点 16
1.4 技能训练二：电动机起停PLC控制程序的创建 17
1.4.1 三相电动机的直接起动控制 17
1.4.2 电动机正反转PLC控制 37
1.4.3 三相电动机的星-三角启动PLC控制 39
1.5 工程案例：自动分拣装置的PLC控制 46
1.5.1 案例介绍 46
1.5.2 硬件部分接线 49
第2章 S7-1200 PLC扩展模块的应用 55
2.1 背景知识介绍：S7-1200 PLC的扩展模块 56
2.1.1 扩展模块介绍 56
2.1.2 扩展模块的变量寻址 57
2.1.3 数字量输入输出电路的工作原理及模块选型 58
2.1.4 模拟量输入输出电路的工作原理及模块选型 61
2.1.5 信号板选型 65
2.2 知识讲座：用户程序结构与数据类型 67
2.2.1 用户程序的执行 67
2.2.2 S7-1200 PLC实现控制的过程 70
2.2.3 S7-1200 PLC的数据类型 71
2.3 技能训练一：数字量扩展模块的使用 72
2.3.1 任务说明 72
2.3.2 电气接线及安装 73
2.3.3 PLC编程 74
2.4 技能训练二：模拟量扩展模块的应用 81
2.4.1 任务说明 81
2.4.2 模拟量模块选型与电气接线 82
2.4.3 编程软件的安装 84
2.5 工程案例：造纸生产线的速度自动控制 95
2.5.1 案例介绍 95
2.5.2 硬件配置、变量定义与软件编程 97
第3章 KTP触摸屏编程 107
3.1 背景知识介绍：触摸屏的由来 108
3.1.1 工业触摸屏的出现 108
3.1.2 触摸屏的种类 108
3.1.3 基于现场总线与以太网的触摸屏 111
3.2 知识讲座：触摸屏与全集成自动化思想 113
3.2.1 触摸屏的基本功能和使用方法 113
3.2.2 触摸屏的设计原则 114
3.2.3 西门子公司的TIA思想 117
3.3 技能训练：KTP600触摸屏的使用 117
3.3.1 任务说明 117
3.3.2 电气接线 118
3.3.3 软件编程 124
3.4 工程案例：全自动定时喷淋系统 145
3.4.1 案例介绍 145
3.4.2 时钟和日历指令 146
3.4.3 变量定义与软件编程 147
第4章 S7-1200 PLC的PID控制 163
4.1 背景知识介绍：PID的基本概念 164
4.1.1 PID的基本概念 164
4.1.2 PID控制器 166
4.2 技能训练：液压站压力控制的PID构建 168
4.2.1 案例介绍 168
4.2.2 在S7-1200 PLC中添加PID工艺对象 169
4.2.3 PID指令调用与编程 180
4.2.4 在线模式下激活PID控制器 182
4.3 工程案例：房间温度控制 184
4.3.1 案例介绍 184
4.3.2 硬件设计 185
4.3.3 软件编程 188
4.3.4 画面测试 196
第5章 S7-1200 PLC的PWM控制 199
5.1 背景知识介绍：PWM控制 200
5.1.1 PWM控制的基本概念 200
5.1.2 S7-1200 PLC的PWM应用 201
5.2 技能训练：人机界面控制PWM 204
5.2.1 控制要求 204
5.2.2 硬件配置与软件编程 204
5.2.3 实际测试画面 212
5.3 工程案例：食品生产线的喷嘴控制 212
5.3.1 案例介绍 212
5.3.2 PWM硬件配置与软件编程 213
5.3.3 实际测试结果 220
第6章 S7-1200 PLC的HSC控制 223
6.1 背景知识介绍：HSC概念 224
6.1.1 脉冲量输入和高速计数器 224
6.1.2 S7-1200 PLC HSC的指令与硬件 225
6.2 技能训练一：单相计数 229
6.2.1 案例介绍 229
6.2.2 硬件组态与软件编程 230
6.3 技能训练二：A/B正交模式下的速度／频率的测量 237
6.3.1 案例介绍 237
6.3.2 硬件组态与软件编程 237
6.4 工程案例：自动定长切管机 242
6.4.1 案例介绍 242
6.4.2 硬件组态与软件编程 242
第7章 S7-1200 PLC的PTO控制 255
7.1 背景知识介绍：运动控制与步进电动机 256
7.1.1 运动控制的基本架构 256
7.1.2 S7-1200 PLC实现运动控制的基础 257
7.1.3 S7-1200 PLC的PTO脉冲输出 258
7.1.4 驱动器HB-4020M的特点及其与PLC接线 258
7.1.5 步进电动机的基本工作原理及选型 260
7.1.6 工艺对象“轴”的概念 262
7.2 技能训练：工艺对象“轴”的组态与调试 263
7.2.1 S7-1200 PTO的硬件组态 263
7.2.2 组态工艺“轴” 264
7.2.3 通过控制面板调试工艺“轴” 270
7.2.4 诊断工艺“轴” 272
7.3 工程案例：通过触摸屏控制工作台滑动座电动机 273
7.3.1 案例介绍 273
7.3.2 S7-1200 PLC的硬件设计 274
7.3.3 硬件组态与软件编程 274
7.3.4 软件编程 278
7.3.5 调试及总结 286
第8章 S7-1200 PLC的串口通信 291
8.1 背景知识介绍：串口通信与以太网通信 292
8.1.1 RS-232-C串口和RS-485串口 292
8.1.2 CM1241 RS-232和RS-485模块 293
8.2 技能训练一：S7-1200 PLC与PC超级终端的串口通信 294
8.2.1 案例介绍 294
8.2.2 超级终端的设置 295
8.2.3 S7-1200 PLC的硬件组态 296
8.2.4 S7-1200 PLC的软件编程 300
8.3 工程案例：S7-1200 PLC与PAC3200的MODBUS通信 306
8.3.1 案例介绍 306
8.3.2 指令介绍 306
8.3.3 S7-1200 PLC与PAC3200进行MODBUS RTU的通信组态 311
8.3.4 PLC的通信编程 312
8.3.5 测试与总结 316
第9章 S7-1200 PLC的OPC组态 319
9.1 背景知识介绍：OPC标准及其应用 320
9.1.1 OPC的产生 320
9.1.2 OPC的工作原理及规范 320
9.1.3 OPC的服务器与客户机 321
9.1.4 OPC数据访问 322
9.2 技能训练一：使用SIMATICNET建立OPC数据链 322
9.2.1 SIMATIC NET软件介绍 322
9.2.2 S7-1200 PLC与SIMATICNET通信的建立 322
9.3 技能训练二：WinCC案例 332
9.3.1 WinCC介绍 332
9.3.2 WinCC与S7-1200 CPU通信 332
9.4 工程案例：IFIX在变频器监控中的应用 338
9.4.1 案例介绍 338
9.4.2 S7-1200 PLC的硬件设计与软件编程 338
9.4.3 IFIX的设置与组态 340
9.4.4 工程案例小结 349
参考文献 351