老向講工控：西門子S7-1500 PLC編程從入門到精通

第1章 可編程控制器（PLC）基礎 1
1.1 認識PLC 1
1.1.1 PLC 是什么 1
1.1.2 PLC 的發(fā)展歷史 1
1.1.3 PLC 的應用范圍 2
1.1.4 PLC 的分類與性能指標 3
1.1.5 知名PLC 品牌介紹 4
1.2 PLC 的結構和工作原理 4
1.2.1 PLC 的硬件組成 4
1.2.2 PLC 的工作原理 7
1.2.3 PLC 的立即輸入、輸出功能 9
1.3 傳感器和變送器 9
1.4 隔離器 10
1.5 數(shù)制和編碼 11
1.5.1 數(shù)制 11
1.5.2 編碼 13

第2章 西門子S7-1500 PLC 的硬件 15
2.1 西門子S7-1500 PLC 定位和性能特點 15
2.1.1 西門子SIMATIC 控制器簡介 15
2.1.2 S7-1500 PLC 的性能特點 16
2.2 西門子S7-1500 PLC 常用模塊及其接線 17
2.2.1 電源模塊 17
2.2.2 S7-1500 PLC 模塊及其附件 17
2.2.3 S7-1500 PLC 信號模塊及其接線 24
2.2.4 S7-1500 PLC 通信模塊 32
2.2.5 S7-1500 PLC 分布式模塊 33
2.3 西門子S7-1500 PLC 的硬件安裝及接線 34
2.3.1 硬件配置 34
2.3.2 硬件安裝 36
2.3.3 接線 38

第3章 TIA Portal（博途）軟件使用入門 40
3.1 TIA Portal（博途）軟件簡介 40
3.1.1 初識TIA Portal（博途）軟件 40
3.1.2 安裝TIA Portal 軟件的軟硬件條件 41
3.1.3 安裝TIA Portal 軟件的注意事項 43
3.1.4 安裝和卸載TIA Portal 軟件 43
3.2 TIA Portal 視圖與項目視圖 45
3.2.1 TIA Portal 視圖結構 45
3.2.2 項目視圖 46
3.2.3 項目樹 48
3.3 用離線硬件組態(tài)法創(chuàng)建一個完整的TIA Portal 項目 49
3.3.1 在博途視圖中新建項目 49
3.3.2 添加設備 50
3.3.3 CPU 參數(shù)配置 51
3.3.4 S7-1500 的I/O 參數(shù)的配置 56
3.3.5 程序的輸入 58
3.3.6 程序下載到仿真軟件S7-PLCSIM 60
3.3.7 程序的監(jiān)視 61
3.4 用在線檢測法創(chuàng)建一個完整的TIA Portal 項目 62
3.4.1 在項目視圖中新建項目 62
3.4.2 在線檢測設備 62
3.4.3 程序下載到S7-1500 CPU模塊 66
3.5 程序上載 69
3.6 使用快捷鍵 70
3.7 使用幫助 70
3.7.1 查找關鍵字或者功能 70
3.7.2 使用指令 71

第4章 西門子S7-1500 PLC 的編程語言 73
4.1 西門子S7-1500 PLC 的編程基礎 73
4.1.1 數(shù)據(jù)類型 73
4.1.2 S7-1500 PLC 的存儲區(qū) 80
4.1.3 全局變量與區(qū)域變量 84
4.1.4 編程語言 85
4.1.5 變量表 86
4.2 位邏輯運算指令 89
4.2.1 觸點與線圈相關邏輯 89
4.2.2 復位、置位、復位域和置位域指令 94
4.2.3 RS /SR 觸發(fā)器指令 95
4.2.4 上升沿和下降沿指令 96
4.3 定時器指令 100
4.3.1 通電延時定時器（TON） 100
4.3.2 斷電延時定時器（TOF） 102
4.3.3 時間累加器（TONR） 105
4.3.4 原有定時器 106
4.4 計數(shù)器指令 110
4.4.1 加計數(shù)器（CTU） 110
4.4.2 減計數(shù)器（CTD） 111
4.4.3 原有計數(shù)器 112
4.5 傳送指令、比較指令和轉(zhuǎn)換指令 114
4.5.1 傳送指令 114
4.5.2 比較指令 117
4.5.3 轉(zhuǎn)換指令 119
4.6 數(shù)學函數(shù)指令、移位和循環(huán)指令 128
4.6.1 數(shù)學函數(shù)指令 128
4.6.2 移位和循環(huán)指令 135
4.7 應用實例 139

第5章 西門子S7-1500 PLC 的程序結構 144
5.1 塊、函數(shù)和組織塊 144
5.1.1 塊的概述 144
5.1.2 函數(shù)（FC）及其應用 145
5.1.3 組織塊（OB）及其應用 149
5.2 數(shù)據(jù)塊和函數(shù)塊 158
5.2.1 數(shù)據(jù)塊（DB）及其應用 158
5.2.2 函數(shù)塊（FB）及其應用 162
5.2.3 PLC 定義數(shù)據(jù)類型（UDT）及其應用 166
5.3 多重背景 169
5.3.1 多重背景的簡介 169
5.3.2 多重背景的應用 169

第6章 西門子S7-1500 PLC 的編程方法與調(diào)試 175
6.1 功能圖 175
6.1.1 功能圖的設計方法 175
6.1.2 梯形圖編程的原則 181
6.2 邏輯控制的梯形圖編程方法 182
6.2.1 經(jīng)驗設計法 182
6.2.2 功能圖設計法 183
6.3 西門子S7-1500 PLC 的調(diào)試方法 193
6.3.1 程序信息 193
6.3.2 交叉引用 195
6.3.3 比較功能 197
6.3.4 使用Trace 跟蹤變量 199
6.3.5 用監(jiān)控表進行調(diào)試 202
6.3.6 用強制表進行調(diào)試 205
6.3.7 其他調(diào)試方法 207

第7章 西門子PLC 的SCL 和GRAPH 編程 208
7.1 西門子PLC 的SCL 編程 208
7.1.1 S7-SCL 簡介 208
7.1.2 S7-SCL 程序編輯器 209
7.1.3 S7-SCL 編程語言基礎 209
7.1.4 尋址 214
7.1.5 控制語句 218
7.1.6 SCL 塊 220
7.1.7 S7-SCL 應用舉例 222
7.2 西門子PLC 的GRAPH 編程 228
7.2.1 S7-GRAPH 簡介 228
7.2.2 S7-GRAPH 的應用基礎 228
7.2.3 S7-GRAPH 的應用舉例 235

第8章 西門子S7-1500 PLC 的通信應用 240
8.1 通信基礎知識 240
8.1.1 通信的基本概念 240
8.1.2 PLC 網(wǎng)絡的術語解釋 241
8.1.3 OSI 參考模型 242
8.1.4 現(xiàn)場總線介紹 243
8.2 PROFIBUS 通信及其應用 244
8.2.1 PROFIBUS 通信概述 244
8.2.2 S7-1500 PLC 與ET200MP的PROFIBUS-DP 通信 245
8.2.3 S7-1500 PLC 與S7-1200PLC 間的PROFIBUS-DP 通信 250
8.3 西門子S7-1500 PLC 的以太網(wǎng)通信及其應用 256
8.3.1 以太網(wǎng)通信介紹 256
8.3.2 工業(yè)以太網(wǎng)通信介紹 258
8.3.3 S7-1500 PLC 的以太網(wǎng)通信方式 259
8.4 西門子S7-1500 PLC 的OUC通信及其應用 259
8.4.1 OUC 通信介紹 259
8.4.2 S7-1500 PLC 之間的TCP通信 260
8.5 西門子S7-1500 PLC 的Modbus-TCP 通信及其應用 267
8.5.1 Modbus-TCP 通信基礎 267
8.5.2 S7-1500 PLC 與埃夫特機器人之間的Modbus-TCP 通信應用 268
8.6 西門子S7-1500 PLC 的S7通信及其應用 271
8.6.1 S7 通信基礎 271
8.6.2 S7-1500 PLC 與S7-1200PLC 之間的S7 通信應用 272
8.7 PROFINET IO 通信 278
8.7.1 PROFINET IO 通信基礎 278
8.7.2 S7-1500 PLC 與分布式模塊ET200SP 之間的PROFINET通信 279
8.8 Modbus RTU 串行通信及其應用 283
8.8.1 Modbus RTU 通信介紹 284
8.8.2 S7-1500 PLC 與溫度儀表的Modbus RTU 通信 286

第9章 西門子S7-1500 PLC 工藝功能及其應用 291
9.1 運動控制基礎 291
9.1.1 運動控制簡介 291
9.1.2 伺服驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)設定 291
9.2 西門子S7-1500 PLC 的運動控制功能及其應用 293
9.2.1 S7-1500 PLC 的運動控制指令 293
9.2.2 S7-1500 PLC 的運動控制應用——速度控制 295
9.2.3 S7-1500 PLC 的運動控制應用——位置控制 300
9.3 西門子S7-1500 PLC 高速計數(shù)器及其應用 311
9.3.1 S7-1500 PLC 高速計數(shù)器基礎 311
9.3.2 S7-1500 PLC 高速計數(shù)器應用 314
9.4 西門子S7-1500 的PID 控制及其應用 317
9.4.1 PID 控制原理簡介 317
9.4.2 PID 指令簡介 319
9.4.3 S7-1500 PLC 對電爐溫度的控制 320

第10章 西門子S7-1500 PLC 的故障診斷技術 327
10.1 西門子S7-1500 PLC 診斷簡介 327
10.2 通過模塊或者通道的LED 燈診斷故障 328
10.2.1 通過模塊的LED 燈診斷故障 328
10.2.2 通過模塊的通道LED 燈診斷故障 328
10.3 通過TIA Portal 軟件的PG/PC診斷故障 329
10.4 通過PLC 的Web 服務器診斷故障 331
10.5 通過PLC 的顯示屏診斷故障 336
10.5.1 顯示屏面板簡介 336
10.5.2 用顯示屏面板診斷故障 337
10.6 在HMI 上通過調(diào)用診斷控件診斷故障 338
10.7 通過自帶診斷功能的模塊診斷故障 340
10.8 利用診斷面板診斷故障 342
10.9 通過Automation Tool 診斷故障 343
10.9.1 Automation Tool 功能 343
10.9.2 Automation Tool 診斷故障 343
10.10 通過Proneta 診斷故障 345
10.10.1 Proneta 介紹 345
10.10.2 Proneta 診斷故障 345

第11章 PLC 工程應用 347
11.1 折邊機的PLC 控制 347
11.2 刨床的PLC 控制 354
11.3 剪切機的PLC 控制 361

參考文獻 373