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第1章PLC基础知识与S7-1200 PLC入门 1

1. 1 PLC的产生与发展 1

1. 1. 1 PLC的产生、定义 1

1. 1. 2 PLC的主要功能及特点 2

1. 1. 3 PLC的分类 4

1. 1. 4 PLC的发展概况和发展趋势 6

1. 2 PLC的基本结构与工作原理 9

1. 2. 1 PLC的基本结构和各部分作用 9

1. 2. 2 PLC的工作原理 14

1. 2. 3 PLC的编程语言 22

1.3 S7-1200 PLC及其相关部件简介 25

1.3.1 S7-1200 PLC具有多种CPU型号 26

1.3.2扩展CPU的能力 27

1. 3. 3 HMI显示面板 28

1. 3. 4 STEP 7 Basic编程软件 29

1.3.5在线信息和帮助系统 44

1. 4 S7-1200 PLC在同系列产品中的优势 46

1.4.1硬件的改进使S7-1200 PLC拥有强大功能 46

1.4.2 STEP 7 Basic V10. 5编程软件 50

1.5 S7-1200 PLC的安装 56

1.5.1布置与布局 56

1.5.2安装和拆卸步骤 58

1.5.3接线准则 64

第2章S7-1200 PLC的硬件、软件与设备配置 67

2.1 S7-1200 PLC的硬件 67

2. 1.1 S7-1200 PLC的CPU 68

2.1.2 S7-1200 PLC的信号板、信号模块 85

2. 1. 3 S7-1200 PLC的集成通信口与通信扩展模块 102

2.1.4存储卡 109

2.1.5输入仿真器和电源模块 111

2.1.6精简系列面板 112

2. 2 STEP 7 Basic编程软件 115

2. 2. 1 STEP 7 Basic综述 116

2.2.2安装STEP 7 Basic软件 116

2.2.3初尝TIA Poal软件 122

2.3 S7-1200 PLC的设备配置 154

2.3.1添加CPU与检测未指定CPU的组态 154

2.3.2组态CPU及模块的运行 156

2.3.3创建网络连接并组态IP地址 159

2.4创建简单锁存电路并完成用户程序 163

2.4.1创建简单锁存电路 163

2.4.2完成用户程序 170

2.4.3使用监视表格进行监视 175

第3章S7-1200 PLC的编程指令 181

3. 1位逻辑指令 181

3.1.1触点和线圈等基本元素指令 181

3.1.2置位和复位指令 183

3.2定时器与计数器指令 187

3.2.1定时器指令 187

3.2.2计数器指令 191

3.3比较指令 198

3.3. 1大小比较指令 198

3.3.2范围内和范围外指令 200

3. 3. 3 OK和NOT-OK指令 200

3.4数学运算指令与逻辑运算指令 201

3.4.1数学运算指令 201

3.4.2逻辑运算指令 206

3.5移动指令与转换指令 209

3.5. 1移动指令 209

3.5.2转换指令 212

3.6程序控制指令和移位／循环指令 215

3.6.1程序控制指令 215

3.6.2移位和循环指令 216

3.7时钟和日历指令 218

3.7.1日期和时间指令 218

3.7.2时钟指令 220

3.8字符串转换和字符串指令 222

3.8. 1 Stng数据概述 222

3.8.2字符串转换指令 222

3.8.3字符串操作指令 227

3.9扩展的程序控制指令和通信指令 233

3.9.1扩展的程序控制指令 233

3.9.2开放式以太网通信指令 236

3.9.3点对点通信指令 244

3.10中断、PID、脉冲、运动控制和全局库指令 254

3. 10. 1中断指令 254

3. 10. 2 PID控制和脉冲指令 259

3.10.3运动控制指令 263

3.10.4全局库指令 267

第4章S7-1200 PLC深化 272

4.1国际标准与S7-1200 PLC的编程语言 272

4.1.1工业自动化系统控制逻辑组态软件标准IEC 61131 272

4.1.2西门子PLC的几种编程语言 273

4. 1. 3 S7-1200 PLC的编程语言 275

4.2存储区、寻址、数据类型和用户程序 278

4. 2. 1 S7-1200 PLC的存储区与寻址 278

4. 2. 2 S7-1200 PLC支持的数据类型 280

4.2.3用户程序的设计与执行 286

4.3 S7-1200 PLC的变量表 291

4.3.1添加并修改PLC的变量表 291

4.3.2设置PLC变量 295

4.3.3对PLC变量进行强制 299

4.4创建PID控制 300

4.4.1定义PID控制器及其回路 300

4.4.2创建PID控制器的组织块 302

4.4.3创建工艺对象PID控制器 303

4.4.4组态PID控制器 305

4.4.5在线模式下激活PID控制器 308

4.5交叉参考表与程序信息 310

4.5.1交叉参考表 310

4.5.2分配表 315

4.5.3调用结构 319

4.5.4附属结构与资源 322

4.6将HMI Basic Panel的时间与S7-1200 PLC同步 324

4.6.1创建一个时间函数 324

4.6.2组态HMI Basic Panel 326

4.6.3使用时间函数 333

4.7 S7-1200 PLC的模拟量处理 335

4.7.1连接传感器到57-1200 PLC的模拟量模块 335

4.7.2使用模拟量0～20mA信号模块和信号板测量4～20mA信号 336

第5章 构建PROFINET通信网络 340

5.1通信网络的基础与国际标准 340

5.1.1开放系统互连模型的七层结构 340

5. 1. 2 IEEE 802通信标准 345

5.1.3现场总线及其标准 346

5.2西门子工业自动化通信网络与S7-1200 PLC的以太网通信 351

5.2.1工业以太网与PROFINET 351

5.2.2 S7-1200 PLC的以太网通信 360

5.3与编程设备、HMI到PLC及PLC到PLC的通信 372

5.3.1与编程设备的通信 372

5. 3. 2 HMI到PLC的通信 375

5. 3. 3 PLC到PLC的通信 376

5.3.4多个通信设备的网络连接 378

5.3.5引用信息 379

5.4 WinCC通过OPC与S7-1200 PLC CPU的以太网通信 382

5.4. 1 OPC简介 382

5.4.2 SIMATIC NET软件介绍 383

5.4.3 SIMATIC NET中PC站的组态步骤 383

5.4.4 WinCC与S7-1200 PLC CPU的OPC通信 393

5. 5 S7-1200 PLC与S7-200 PLC间通过S7协议实现通信 395

5.5.1 S7-1200 PLC与S7-200 PLC连接通信简介 395

5.5.2 S7-1200 PLC与S7-200 PLC连接的组态 397

5.5.3检测S7-1200 PLC与S7-200 PLC的通信结果 404

5.6通过S7协议实现S7-1200 PLC与S7-300 PLC的通信 406

5. 6. 1 S7-1200 PLC与S7-300 PLC连接通信简介 406

5. 6. 2 S7-1200 PLC与S7-300 PLC连接的组态 407

5.7通过TCP及ISO- on- TCP实现S7-1200PLC与S7-300 PLC的通信 415

5.7.1一般情况简介 415

5.7.2 ISO- on-TCP通信 416

5. 7. 3 TCP通信 422

5. 8 S7-1200 PLC与第三方设备实现自由口通信 423

5.8. 1控制系统原理与软、硬件需求 423

5.8.2组态CPU 1214C和超级终端通信 423

第6章S7-1200 PLC应用于水电站的几个初步设计 439

6.1利用S7-1200 PLC控制水电站油压装置的初步设计 439

6.1.1油压装置自动化的必要性与控制要求 439

6.1.2油压装置S7-1200 PLC控制系统的硬件设计 440

6.1.3油压装置S7-1200 PLC控制系统的程序设计 441

6.2利用S7-1200 PLC控制水电站进水口快速事故闸门的初步设计 446

6.2.1进水口快速闸门的液压系统与自动控制要求 446

6.2.2进水口快速闸门S7-1200 PLC控制系统的程序设计 449

6.3利用S7-1200 PLC控制水轮发电机组润滑、冷却、制动及调相压水系统的初步设计 451

6.3.1机组润滑和冷却系统的自动化 451

6.3.2机组制动系统的自动化 453

6.3.3机组调相压水系统的自动化 455

6.4利用S7-1200 PLC治理水力机组甩负荷抬机 456

6.4.1治理水轮机组甩负荷抬机的必要性与正确思路 456

6.4.2治理水轮机组甩负荷抬机的S7-1200 PLC控制系统设计 458

6.4.3治理甩负荷抬机与控制调相压水合成为一个神经元 464

6.5 S7-1200 PLC控制水轮发电机组 467

6.5.1机组自动控制程序的拟定 467

6.5.2机组自动控制程序的解析 471

6.5.3机组事故保护机故障信号系统 477

参考文献 480