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西门子工业自动化技术丛书西门子S7-1200 PLC编程及使用指南(第2版)

封面

作者:组编西门子(中国)有限公司主编段

页数:459

出版社:机械工业出版社

出版日期:2020

ISBN:9787111658504

电子书格式:pdf/epub/txt

内容简介

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。

目录

Preface

前言

缩略语

第1章TIA博途软件概述1

11TIA博途软件简介1

12TIA博途软件构成1

121TIA博途STEP 71

122TIA博途 WinCC2

13TIA博途软件的安装2

131硬件要求2

132支持的操作系统3

133兼容性3

134安装步骤4

14TIA博途软件的卸载6

15TIA博途软件的授权管理8

151自动化授权管理器8

152许可证类型9

153安装许可证9

16TIA博途软件的界面10

161Portal视图10

162项目视图10

163项目树11

17TIA博途软件应用的常见问题12

第2章S71200 PLC硬件系统14

21CPU概述14

22信号模块与信号板18

221数字信号模块(SM)18

222数字信号板(SB)20

223模拟量概述21

224模拟信号模块(SM)23

225模拟信号板(SB)25

226模拟量输入电压和电流的测量

范围26

227模拟量输出电压和电流的测量

范围27

228热电偶(TC)和热电阻(RTD)

概述27

229热电偶和RTD模块28

23通信接口概述31

231PROFIBUS31

232RS232、RS422和RS48531

24附件31

241电池板31

242扩展电缆32

243输入仿真器32

244电位器模块33

245存储卡33

25本体最大 I/O 能力与电源计算33

26接线35

261CPU供电接线35

262CPU传感器电源接线36

263数字量信号接线36

27S71200 PLC硬件系统的常见问题41

第3章S71200 PLC的基本组态44

31新建项目和硬件组态44

311新建项目44

312硬件组态44

313网络组态46

32CPU参数属性的配置47

321常规47

322PROFINET 接口47

323数字量输入输出48

324模拟量50

325高速计数器52

326脉冲发生器52

327启动52

328循环53

329通信负载53

3210系统和时钟存储器53

3211Web服务器54

3212支持多种语言54

3213时间54

3214防护与安全55

3215组态控制57

3216连接资源57

3217地址总览57

33I/O扩展模块的参数配置58

34基本组态的常见问题58

第4章S71200 PLC编程基础61

41CPU的基本原理61

411CPU的工作模式61

412过程映像62

413存储器机制62

414优先级与中断63

42数据类型63

421基本数据类型63

422复杂数据类型64

423PLC数据类型(UDT)67

424VARIANT68

425系统数据类型(SDT)69

426硬件数据类型70

427数据类型转换72

43S71200 CPU的数据访问72

431地址区72

432寻址73

433全局常量与局部常量76

44用户程序77

441程序结构77

442组织块(OB)78

443数据块(DB)83

444函数(FC)84

445函数块(FB)85

45库功能88

451库的基本功能88

452全局库89

453项目库91

46编程基础的常见问题93

第5章S71200 PLC指令99

51基本指令99

511位逻辑运算99

512定时器操作99

513计数器操作101

514比较操作102

515数学函数103

516移动操作104

517转换操作106

518程序控制指令106

519字逻辑运算107

5110移位和循环107

5111基本指令的常见问题108

52扩展指令116

521日期和时间116

522字符串+字符117

523分布式IO118

524中断118

525报警119

526诊断119

527数据块函数120

528寻址120

529扩展指令的常见问题120

53配方123

531配方指令124

532配方操作步骤124

533配方示例124

534管理配方文件127

535配方功能的常见问题128

54数据日志129

541数据日志指令129

542数据日志操作步骤130

543数据日志示例130

544查看数据日志133

545数据日志的常见问题134

55组态控制136

551组态控制介绍136

552组态控制功能范围及操作步骤137

553组态控制示例137

第6章S71200 PLC基本调试142

61程序信息142

611调用结构142

612从属性结构142

613分配列表143

614资源143

615交叉引用144

616项目的编译145

617程序信息的常见问题146

62建立TIA博途软件与PLC的连接147

621设置或修改PG/PC接口148

622建立在线连接150

623显示和改变PLC的工作模式151

624显示和设置PLC时钟151

625重置为出厂设置151

63项目的下载与上传152

631项目的下载152

632项目上传156

633项目下载与上传的常见问题157

64监控与强制158

641创建监控表158

642变量的监控和修改158

643变量的强制159

65调试程序160

651调试LAD/FBD程序160

652调试SCL程序160

653调试数据块160

654调用环境功能162

655删除程序块163

66比较功能163

661离线/在线比较164

662离线/离线比较165

67TRACE(轨迹)166

671TRACE配置166

672TRACE使用及分析168

673存储卡模式172

68PLCSIM173

681PLCSIM基本内容173

682PLCSIM的使用175

683设备组态、SIM表及序列177

69存储卡的使用179

691程序模式180

692传送模式180

693更新固件模式181

694存储卡常见问题181

610固件更新182

6101TIA博途软件的“在线和诊断”

工具进行固件更新182

6102使用Web服务器进行固件

更新184

6103更新固件常见问题186

611访问保护187

6111设置CPU Web服务器访问密码

及实现访问保护187

6112设置PLC的程序块的访问保护

功能187

612打印和项目归档189

6121打印简介189

6122项目归档简介193

第7章S71200 PLC以太网通信195

71以太网通信概述195

711通信介质和网络连接195

712CPU集成以太网接口的通信功能

和连接资源196

713以太网通信的常见问题199

72S7通信199

721S7通信概述199

722PUT/GET指令199

723S7通信示例202

724S7通信的常见问题208

73OUC通信210

731OUC通信概述210

732OUC通信指令211

733OUC通信示例218

734OUC通信的常见问题225

74Modbus TCP 通信227

741Modbus TCP 通信概述227

742Modbus TCP 通信指令227

743Modbus TCP 通信示例232

744Modbus TCP通信的常见问题235

75PROFINET IO通信235

751PROFINET IO通信概述235

752S71200 CPU 作为IO控制器236

753S71200 CPU 作为智能设备239

754S71200 CPU 作为共享设备244

755不带可更换介质时支持设备

更换248

756PROFINET IO通信的常见问题249

76Web服务器250

761标准的Web服务器页面251

762用户自定义页面252

77安全的开放式用户通信256

771安全通信概述256

772用于安全通信的系统数据类型258

773安全OUC通信示例258

774安全OUC通信常见问题264

第8章S71200 PLC的PROFIBUS

通信268

81PROFIBUS 概述268

811PROFIBUS DP的访问机制268

812PROFIBUS 网络269

82S71200 PLC PROFIBUS 通信271

821S71200 PLC PROFIBUS通信

功能271

822S71200 PLC PROFIBUS DP通信

性能数据272

823PROFIBUS DP分布式I/O从站

通信272

824PROFIBUS DP智能从站通信273

825数据一致性279

83PROFIBUS通信的常见问题279

第9章S71200 PLC的串口通信280

91串行通信概述280

92串口通信模块和通信板281

921串口通信模块和通信板281

922串口通信模块和通信板特征及

接线282

923串口通信模块和通信板端口

硬件标识符286

924串口通信概览286

93自由口通信287

931自由口通信模块的端口参数

设置287

932自由口通信发送参数设置292

933自由口通信接收参数设置293

934自由口通信指令298

935自由口通信示例299

936自由口通信的常见问题302

94Modbus RTU通信304

941Modbus RTU基本原理304

942Modbus RTU通信指令305

943Modbus RTU通信示例311

944Modbus RTU通信的常见问题316

95USS通信317

951USS通信基本原理317

952USS通信指令318

953USS通信示例319

954USS通信的常见问题325

第10章S71200 PLC与HMI设备

的通信326

101S71200 PLC与HMI设备在同一个

项目中实现通信326

102S71200 PLC与HMI设备在不同的

项目中实现通信327

103通过OPC访问S71200 PLC329

1031OPC概述329

1032PC Access作为OPC Server

访问S71200 PLC330

1033SIMATIC NET作为OPC SERVER

访问S71200 PLC331

104HMI通信的常见问题336

第11章S71200 PID控制338

111PID指令调用338

112PID_Compact指令339

1121PID_Compact指令339

1122PID_Compact组态340

1123PID_Compact调试343

113PID_3Step指令块346

1131PID_3Step指令346

1132PID_3Step组态347

1133PID_3Step调试350

1134PID_3Step示例程序351

114PID_Temp指令352

1141PID_Temp指令参数352

1142PID_Temp组态354

1143PID_Temp自整定356

1144PID_Temp级联控制358

115典型曲线的调节360

116PID的常见问题361

第12章S71200 PLC工艺功能366

121高速计数器概述366

1211高速计数器计数测量369

1212高速计数器周期测量372

1213高速计数器频率测量372

1214高速计数器指令373

1215应用示例375

1216常见问题377

122运动控制379

1221运动控制简述379

1222开环运动控制388

1223闭环运动控制399

1224轴控制面板410

1225工艺对象命令表412

1226编程415

1227运动控制中常见问题421

123PWM控制423

1231PWM硬件组态423

1232PWM指令423

124CTRL_PTO425

1241硬件组态425

1242CTRL_PTO指令426

1243常见问题427

第13章S71200 PLC的诊断功能429

131LED指示灯的诊断429

132TIA博途软件的诊断430

1321“设备视图”的在线诊断430

1322“网络视图”的在线诊断432

1323“拓扑视图”的在线诊断432

1324CPU诊断缓冲区的诊断433

133SIMATIC HMI的诊断控件诊断434

134Web服务器的诊断436

135通过用户程序的诊断438

1351故障的诊断438

1352程序执行错误的诊断449

1353过程报警453

136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

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