西门子S7-1200 PLC编程及使用指南（第2版）

　　S7-1200 PLC上市多年，在工业自动化控制领域得到了广泛的应用。S7-1200 PLC集成了高速脉冲计数、PID、运动控制等功能，在中小型PLC控制系统中具有工程集成度高，实现简单的特点。同时借助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、HMI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。 本书深入浅出地介绍了在TIA博途V14 SP1环境下如何组态和使用S7-1200 PLC的PROFINET、PROFIBUS、Modbus RTU、Modbus TCP通信，以及编程、Web服务器、PID控制、高速计数、运动控制、轨迹追踪等功能，并且在每章都汇总了应用中的常见问题，为读者答疑解惑。 本书所介绍的示例项目请关注“机械工业出版社E视界”微信公众号，输入书号65850下载或联系工作人员索取。 本书适合新手快速入门，可供有一定经验的工程师借鉴和参考，也可用作大专院校相关专业师生的培训教材。

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序
Preface
前言
缩略语
第1章TIA博途软件概述1
11TIA博途软件简介1
12TIA博途软件构成1
121TIA博途STEP 71
122TIA博途 WinCC2
13TIA博途软件的安装2
131硬件要求2
132支持的操作系统3
133兼容性3
134安装步骤4
14TIA博途软件的卸载6
15TIA博途软件的授权管理8
151自动化授权管理器8
152许可证类型9
153安装许可证9
16TIA博途软件的界面10
161Portal视图10
162项目视图10
163项目树11
17TIA博途软件应用的常见问题12
第2章S71200 PLC硬件系统14
21CPU概述14
22信号模块与信号板18
221数字信号模块（SM）18
222数字信号板（SB）20
223模拟量概述21
224模拟信号模块（SM）23
225模拟信号板（SB）25
226模拟量输入电压和电流的测量
范围26
227模拟量输出电压和电流的测量
范围27
228热电偶（TC）和热电阻（RTD）
概述27
229热电偶和RTD模块28
23通信接口概述31
231PROFIBUS31
232RS232、RS422和RS48531
24附件31
241电池板31
242扩展电缆32
243输入仿真器32
244电位器模块33
245存储卡33
25本体最大 I/O 能力与电源计算33
26接线35
261CPU供电接线35
262CPU传感器电源接线36
263数字量信号接线36
27S71200 PLC硬件系统的常见问题41
第3章S71200 PLC的基本组态44
31新建项目和硬件组态44
311新建项目44
312硬件组态44
313网络组态46
32CPU参数属性的配置47
321常规47
322PROFINET 接口47
323数字量输入输出48
324模拟量50
325高速计数器52
326脉冲发生器52
327启动52
328循环53
329通信负载53
3210系统和时钟存储器53
3211Web服务器54
3212支持多种语言54
3213时间54
3214防护与安全55
3215组态控制57
3216连接资源57
3217地址总览57
33I/O扩展模块的参数配置58
34基本组态的常见问题58
第4章S71200 PLC编程基础61
41CPU的基本原理61
411CPU的工作模式61
412过程映像62
413存储器机制62
414优先级与中断63
42数据类型63
421基本数据类型63
422复杂数据类型64
423PLC数据类型（UDT）67
424VARIANT68
425系统数据类型（SDT）69
426硬件数据类型70
427数据类型转换72
43S71200 CPU的数据访问72
431地址区72
432寻址73
433全局常量与局部常量76
44用户程序77
441程序结构77
442组织块（OB）78
443数据块（DB）83
444函数（FC）84
445函数块（FB）85
45库功能88
451库的基本功能88
452全局库89
453项目库91
46编程基础的常见问题93
第5章S71200 PLC指令99
51基本指令99
511位逻辑运算99
512定时器操作99
513计数器操作101
514比较操作102
515数学函数103
516移动操作104
517转换操作106
518程序控制指令106
519字逻辑运算107
5110移位和循环107
5111基本指令的常见问题108
52扩展指令116
521日期和时间116
522字符串+字符117
523分布式IO118
524中断118
525报警119
526诊断119
527数据块函数120
528寻址120
529扩展指令的常见问题120
53配方123
531配方指令124
532配方操作步骤124
533配方示例124
534管理配方文件127
535配方功能的常见问题128
54数据日志129
541数据日志指令129
542数据日志操作步骤130
543数据日志示例130
544查看数据日志133
545数据日志的常见问题134
55组态控制136
551组态控制介绍136
552组态控制功能范围及操作步骤137
553组态控制示例137
第6章S71200 PLC基本调试142
61程序信息142
611调用结构142
612从属性结构142
613分配列表143
614资源143
615交叉引用144
616项目的编译145
617程序信息的常见问题146
62建立TIA博途软件与PLC的连接147
621设置或修改PG/PC接口148
622建立在线连接150
623显示和改变PLC的工作模式151
624显示和设置PLC时钟151
625重置为出厂设置151
63项目的下载与上传152
631项目的下载152
632项目上传156
633项目下载与上传的常见问题157
64监控与强制158
641创建监控表158
642变量的监控和修改158
643变量的强制159
65调试程序160
651调试LAD/FBD程序160
652调试SCL程序160
653调试数据块160
654调用环境功能162
655删除程序块163
66比较功能163
661离线/在线比较164
662离线/离线比较165
67TRACE（轨迹）166
671TRACE配置166
672TRACE使用及分析168
673存储卡模式172
68PLCSIM173
681PLCSIM基本内容173
682PLCSIM的使用175
683设备组态、SIM表及序列177
69存储卡的使用179
691程序模式180
692传送模式180
693更新固件模式181
694存储卡常见问题181
610固件更新182
6101TIA博途软件的“在线和诊断”
工具进行固件更新182
6102使用Web服务器进行固件
更新184
6103更新固件常见问题186
611访问保护187
6111设置CPU Web服务器访问密码
及实现访问保护187
6112设置PLC的程序块的访问保护
功能187
612打印和项目归档189
6121打印简介189
6122项目归档简介193
第7章S71200 PLC以太网通信195
71以太网通信概述195
711通信介质和网络连接195
712CPU集成以太网接口的通信功能
和连接资源196
713以太网通信的常见问题199
72S7通信199
721S7通信概述199
722PUT/GET指令199
723S7通信示例202
724S7通信的常见问题208
73OUC通信210
731OUC通信概述210
732OUC通信指令211
733OUC通信示例218
734OUC通信的常见问题225
74Modbus TCP 通信227
741Modbus TCP 通信概述227
742Modbus TCP 通信指令227
743Modbus TCP 通信示例232
744Modbus TCP通信的常见问题235
75PROFINET IO通信235
751PROFINET IO通信概述235
752S71200 CPU 作为IO控制器236
753S71200 CPU 作为智能设备239
754S71200 CPU 作为共享设备244
755不带可更换介质时支持设备
更换248
756PROFINET IO通信的常见问题249
76Web服务器250
761标准的Web服务器页面251
762用户自定义页面252
77安全的开放式用户通信256
771安全通信概述256
772用于安全通信的系统数据类型258
773安全OUC通信示例258
774安全OUC通信常见问题264
第8章S71200 PLC的PROFIBUS
通信268
81PROFIBUS 概述268
811PROFIBUS DP的访问机制268
812PROFIBUS 网络269
82S71200 PLC PROFIBUS 通信271
821S71200 PLC PROFIBUS通信
功能271
822S71200 PLC PROFIBUS DP通信
性能数据272
823PROFIBUS DP分布式I/O从站
通信272
824PROFIBUS DP智能从站通信273
825数据一致性279
83PROFIBUS通信的常见问题279
第9章S71200 PLC的串口通信280
91串行通信概述280
92串口通信模块和通信板281
921串口通信模块和通信板281
922串口通信模块和通信板特征及
接线282
923串口通信模块和通信板端口
硬件标识符286
924串口通信概览286
93自由口通信287
931自由口通信模块的端口参数
设置287
932自由口通信发送参数设置292
933自由口通信接收参数设置293
934自由口通信指令298
935自由口通信示例299
936自由口通信的常见问题302
94Modbus RTU通信304
941Modbus RTU基本原理304
942Modbus RTU通信指令305
943Modbus RTU通信示例311
944Modbus RTU通信的常见问题316
95USS通信317
951USS通信基本原理317
952USS通信指令318
953USS通信示例319
954USS通信的常见问题325
第10章S71200 PLC与HMI设备
的通信326
101S71200 PLC与HMI设备在同一个
项目中实现通信326
102S71200 PLC与HMI设备在不同的
项目中实现通信327
103通过OPC访问S71200 PLC329
1031OPC概述329
1032PC Access作为OPC Server
访问S71200 PLC330
1033SIMATIC NET作为OPC SERVER
访问S71200 PLC331
104HMI通信的常见问题336
第11章S71200 PID控制338
111PID指令调用338
112PID_Compact指令339
1121PID_Compact指令339
1122PID_Compact组态340
1123PID_Compact调试343
113PID_3Step指令块346
1131PID_3Step指令346
1132PID_3Step组态347
1133PID_3Step调试350
1134PID_3Step示例程序351
114PID_Temp指令352
1141PID_Temp指令参数352
1142PID_Temp组态354
1143PID_Temp自整定356
1144PID_Temp级联控制358
115典型曲线的调节360
116PID的常见问题361
第12章S71200 PLC工艺功能366
121高速计数器概述366
1211高速计数器计数测量369
1212高速计数器周期测量372
1213高速计数器频率测量372
1214高速计数器指令373
1215应用示例375
1216常见问题377
122运动控制379
1221运动控制简述379
1222开环运动控制388
1223闭环运动控制399
1224轴控制面板410
1225工艺对象命令表412
1226编程415
1227运动控制中常见问题421
123PWM控制423
1231PWM硬件组态423
1232PWM指令423
124CTRL_PTO425
1241硬件组态425
1242CTRL_PTO指令426
1243常见问题427
第13章S71200 PLC的诊断功能429
131LED指示灯的诊断429
132TIA博途软件的诊断430
1321“设备视图”的在线诊断430
1322“网络视图”的在线诊断432
1323“拓扑视图”的在线诊断432
1324CPU诊断缓冲区的诊断433
133SIMATIC HMI的诊断控件诊断434
134Web服务器的诊断436
135通过用户程序的诊断438
1351故障的诊断438
1352程序执行错误的诊断449
1353过程报警453
136诊断功能的常见问题456
附录寻求帮助458
附录1在线帮助系统458
附录2网站支持458
附录3移动设备“FA资料中心” App
支持459
参考文献460