SIMATIC S7-1500与TIA博途软件使用指南（第2版）

　　SIMATIC S7-1500 PLC自动化系统通过集成大量的新功能和新特性，具有卓越的性能和出色的可用性。借助于西门子新一代框架结构的TIA博途软件，可在同一开发环境下组态开发PLC、人机界面和驱动系统等。统一的数据库使各个系统之间轻松、快速地进行互连互通，真正达到了控制系统的全集成自动化。 本书以TIA博途软件V15.1为基础，介绍了更新的硬件模块和新增可选软件的功能和应用，例如PLC SIM Advance仿真器的使用和编程接口、团队编程和调试功能、SiVarc自动生成HMI画面功能和ProDiag带有程序显示的报警功能，使工程项目的开发和调试更加方便和快捷。 本书还介绍了FB、FC的应用，新指针与原有SIMATIC S7-300/400 PLC指针应用的对比及优势，基于Web的诊断方式等。 对读者关心的程序标准化问题以及将SIMATIC S7-300/400 PLC程序移植到SIMATIC S7-1500 PLC中容易遇到的问题做了详细的分析，使移植不再困难。 本书*新试用版本软件请关注“机械工业出版社E视界”微信公众号，输入65348下载或联系工作人员索取。 本书适合自动化工程技术人员和大专院校相关专业的师生阅读。

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序/Preface

前言

中英文术语对照

第1章TIA博途

1.1TIA博途简介
1.2TIA博途软件的构成
1.2.1TIA博途STEP 7
1.2.2TIA博途STEP 7工程组态系统的选件
1.2.3TIA博途WinCC
1.2.4TIA博途WinCC工程组态系统和运行系统的选件
1.3TIA博途的安装
1.3.1硬件要求
1.3.2支持的操作系统
1.3.3安装步骤
1.4TIA博途软件的卸载
1.5授权管理功能
1.5.1授权的种类
1.5.2授权管理器(ALM)
1.5.3安装许可证密钥
1.6TIA博途软件的特性
第2章TIA博途平台支持的新一代PLC产品
2.1完整的PLC产品线全面满足用户需求
2.2全新分布式和PCBased自动化解决方案
2.3集成功能安全和信息安全
2.4高效的开发环境
第3章SIMATIC S71500 PLC控制系统的硬件组成
31负载电源与系统电源
311负载电源
312系统电源
313系统电源选择示例
314查看功率分配详细信息
315如何在系统中选择PM和PS
32SIMATIC S71500 CPU
33SIMATIC S71500 PLC显示屏（Display）
34信号模块
35通信模块
36工艺模块
361高速计数器模块
362基于时间的I/O模块
363PTO脉冲输出模块
第4章SIMATIC S71500 PLC的硬件配置
41配置一个SIMATIC S71500 PLC站点
411添加一个SIMATIC S71500 PLC新设备
412配置SIMATIC S71500 PLC的中央机架
413使用自动检测功能配置SIMATICS71500 PLC的中央机架
42CPU参数配置
4.3SIMATIC S71500 I/O参数
第5章数据类型与地址区
5.1SIMATIC S7.1500 PLC的数据类型
52SIMATIC S71500 PLC的地址区
第6章SIMATIC S71500 PLC的编程指令
61指令的处理
62基本指令
63扩展指令
64工艺指令
65通信指令
第7章程序块
71用户程序中的程序块
711组织块与程序结构
712用户程序的分层调用
72优化与非优化访问
73组织块
74函数
75函数块
76数据块
7.7FC、FB选择的探讨
第8章声明PLC变量
81PLC变量表的结构
82声明PLC变量的几种方法
83声明PLC 变量的类型
第9章指针数据类型的使用
91Pointer数据类型指针
92Any数据类型指针
93Variat数据类型指针
931Variant与PLC数据类型
932Variant与数组DB
933Variant与数组
94引用
941引用声明
942引用与解引用
943引用与Variant
第10章SIMATIC S71500 PLC的通信功能
101网络概述
102网络及通信服务的转变
1021从PROFIBUS到PROFINET的转变
1022MPI接口被PROFINET接口替代
1023基于PROFIBUS通信服务的变化
103工业以太网与PROFINET
104SIMATIC S71500 PLC与HMI通信
1041SIMATIC S71500 PLC与HMI在相同项目中通信
1042使用PLC代理与HMI通信
1043使用SIMATIC NET 连接 SIMATICS71500 PLC
105SIMATIC S71500 PLC的安全通信
1051安全通信的通用原则
1052安全通信的加密方式
1053通过签名确保数据的真实性和完整性
1054使用HTTPS访问CPU Web服务器的安全通信
1055SIMATIC S71500 CPU的安全通信
106SIMATIC S71500 OPC UA通信功能
1061SIMATIC S71500 CPU OPC UA服务器访问数据的方式
1062SIMATIC S71500 CPU OPC UA服务器变量的设置
1063非安全通信方式访问 SIMATICS71500 OPC UA服务器
1064安全通信方式访问 SIMATIC S71500 OPC UA服务器
1065SIMATIC S71500 OPC UA服务器性能测试
107串行通信
1071SIMATIC S71500/ET200MP串行通信模块的类型
1072串行通信接口类型及连接方式
1073自由口协议参数设置
1074串行通信模块的通信函数
1075自由口协议通信示例
1076MODBUS RTU通信协议
第11章SIMATIC S71500组态控制功能
111组态控制的原理
112软件、硬件要求以及使用范围
113SIMATIC S71500硬件配置的数据记录格式
114SIMATIC S71500中央机架模块组态控制示例
115PROFINET IO系统的组态控制
1151软硬件要求
1152IO系统的组态控制的数据格式
1153IO系统的组态控制示例
第12章SIMATIC S71500 PLC的PID功能
121控制原理
122SIMATIC S71500 PLC支持的PID指令
123PID_Compact指令的调用与PID调试示例
1231组态PID_Compact 工艺对象
1232调用指令PID_Compact
1233调试PID
第13章SIMATIC S71500 PLC的工艺及特殊功能模块
131工艺模块
132工艺对象
133计数模块和位置检测模块的分类和性能
134TM Count模块和TM PosInput模块通过工艺对象实现计数和测量
135使用TM PosInput模块连接SSI绝对值编码器
136带计数功能的DI模块
137Timebased IO 模板
1371功能描述
1372Timebased IO 时间控制功能举例
第14章SIMATIC S71500 PLC的诊断功能
141SIMATIC S71500 PLC诊断功能介绍
142通过LED指示灯实现诊断
143通过PG/PC实现诊断
144在HMI上通过调用诊断控件实现诊断
145通过 SIMATIC S71500 CPU的Web服务器功能实现诊断
146通过 SIMATIC S71500 CPU自带的显示屏实现诊断
147通过编写程序实现诊断
148通过模块自带诊断功能进行诊断
149通过模块的值状态功能实现诊断
1410通过用户程序发送报警消息
1411使用ProDiag进行诊断
14111ProDiag的许可证
14112ProDiag 监控的类型
14113ProDiag 监控的设置
14114ProDiag 变量监控的示例

第15章访问保护
151SIMATIC S71500 PLC项目的访问保护
152CPU在线访问保护
153CPU Web服务器的访问保护
154CPU 自带显示屏的访问保护
155PLC的程序块的访问保护
156绑定程序块到CPU序列号或SMC卡序列号
157通过带安全功能的CP 15431以太网模块保护
1571通过CP 15431的防火墙功能实现访问保护
1572通过CP 15431的VPN功能实现访问保护
第16章程序调试
161程序信息
1611调用结构
1612从属性结构
1613分配列表
1614程序资源
162交叉引用
163程序的下载、上传和复位操作
1631设置 SIMATIC S71500 CPU的IP地址
1632下载程序到CPU
1633下载程序到SIMATIC 存储卡SMC
1634SIMATIC S71500 PLC的一致性下载特性
1635SIMATIC S71500 CPU程序的上传
1636SIMATIC S71500 CPU存储器复位
1637删除 SIMATIC S71500 CPU中的程序块
164数据块的操作
1641下载但不重新初始化功能
1642SIMATIC S71500 PLC数据块的快照功能
1643SIMATIC S71500 PLC数据块的数据传递
165SIMATIC S71500 CPU的路由编程功能
166比较功能
1661离线/在线比较
1662离线/离线比较
167使用程序编辑器调试程序
1671调试LAD/FBD程序
1672调试STL程序
1673调试SCL程序
1674调用环境功能
168使用监控表进行调试
1681创建监控表并添加变量
1682变量的监控和修改
1683强制变量
169硬件诊断
1691硬件的诊断图标
1692模块的在线与诊断功能
1693更新硬件固件版本
1610使用仿真器SIMATIC S7PLCSIM测试用户程序
16101启动 SIMATIC S71500 PLC的仿真器
16102创建SIM表格
16103创建序列
16104仿真通信功能
1611S7PLCSIM Advanced仿真器
16111S7PLCSIM Advanced与S7PLCSIM的区别
16112S7PLCSIM Advanced的通信路径
16113S7PLCSIM Advanced 分布式通信路径的设置
16114使用操作面板创建虚拟PLC实例
16115
程序下载到S7PLCSIMAdvanced
16116S7PLCSIM Advanced 的API
1612使用Trace跟踪变量
16121配置Trace
16122Trace的操作
16123使用Web浏览器查看Trace

第17章团队工程
171团队工程的解决方案
172多用户项目的部署及功能
173多用户功能的许可证管理
174使用多用户功能进行工程组态
1741创建用户账户
1742安装多用户服务器
1743在多用户服务器中添加用户账户
1744添加与多用户服务器的连接
1745上传多用户项目到服务器
1746创建本地会话
1747本地会话的操作
1748多用户项目管理
175单用户项目的联合调试功能
176多用户项目的联合调试功能
177导出多用户项目作为单用户项目
第18章浅谈PLC的规范化建设
181规范化建设的工作流程
182规范化的优点
183PLC硬件的规范化
184PLC软件的规范化
1841分配符号名称
1842符号表层级化
1843控制对象的拆分
1844程序块接口的定义
1845编程语言的选择
1846程序的层级化和调用顺序
1847数据的存储
185库功能
1851库的基本信息
1852项目库类型的使用
1853项目库模板副本的使用
1854全局库的使用
1855企业库功能
186用户自定义帮助
18.7SiVArc
1871SiVArc 的应用
1872SiVArc对PLC程序架构的要求
1873使用SiVArc生成HMI画面示例
1874变量规则示例
1875布局的示例
188TIA Portal Openness简介
第19章打印和归档程序
191打印简介
1911打印设置
1912框架和封面
1913文档信息
1914打印预览
192程序归档简介
1921程序归档的方式
1922项目恢复
第20章移植SIMATIC S7300/400 PLC项目到SIMATIC S71500 PLC
201SIMATIC S7300/400 PLC项目移植到SIMATIC S71500 PLC简介
202移植SIMATIC S7300/400 PLC项目的限制
2021硬件限制
2022功能限制
2023集成项目的注意事项
203项目移植的前期准备工作
204在STEP7 V55中对原项目进行检查
205移植STEP7 V55 的SIMATIC S7300/400 PLC项目到TIA博途软件
206移植TIA博途软件中的SIMATIC S7300/400 PLC项目到 SIMATIC S71500 PLC
207移植需要注意的问题
2071组织块与系统函数/函数块的移植
2072数据类型不匹配
2073无效浮点数的处理
2074诊断地址的变化
2075函数块参数的自动初始化
2076系统状态信息的查询
2077SIMATIC S7300 CPU、 SIMATIC S71500中CPU与HMI通信的差异
2078Any指针的移植
2079逻辑运算顺序和跳转
20710累加器以及相关指令的移植
20711编程语言转换时累加器值的传递
20712块调用时状态字信息的传递
附录寻求帮助
参考文献