本書通過大量的例程，介紹了S7-1200的硬件結構和硬件組態(tài)、指令、程序結構、PID閉環(huán)控制、編程軟件和仿真軟件的使用方法。介紹了一整套易學易用的開關量控制系統(tǒng)的編程方法、多種通信網絡和通信服務的組態(tài)和編程的方法、網絡控制系統(tǒng)的故障診斷方法、精簡系列面板的組態(tài)與仿真的方法、用仿真軟件在計算機上模擬運行和監(jiān)控PLC用戶程序的方法，以及通過仿真來學習PID參數(shù)整定的方法。本書根據TIA博途 V15 SP1和S7-1200*新版的硬件對第1版進行了全面的改寫。
本書注重實際，強調應用，各章有適量的習題，附錄有20多個實驗的指導書。本書可作為高職高專院校機電類相關專業(yè)的教材，也可供工程技術人員使用。
第1章 S7-1200的硬件與硬件組態(tài)1
1.1 S7-1200的硬件1
1.1.1 S7-1200的硬件結構1
1.1.2 CPU模塊2
1.1.3 信號板與信號模塊5
1.1.4 集成的通信接口與通信模塊6
1.2 TIA博途與仿真軟件的安裝8
1.3 TIA博途使用入門與硬件組態(tài)10
1.3.1 項目視圖的結構10
1.3.2 創(chuàng)建項目與硬件組態(tài)13
1.3.3 信號模塊與信號板的參數(shù)設置15
1.3.4 CPU模塊的參數(shù)設置19
1.4 習題22
第2章 S7-1200程序設計基礎23
2.1 S7-1200的編程語言23
2.2 PLC的工作原理與用戶程序結構簡介24
2.2.1 邏輯運算24
2.2.2 用戶程序結構簡介26
2.2.3 PLC的工作過程27
2.3 數(shù)據類型與系統(tǒng)存儲區(qū)30
2.3.1 物理存儲器30
2.3.2 數(shù)制與編碼31
2.3.3 數(shù)據類型33
2.3.4 全局數(shù)據塊與其他數(shù)據類型35
2.3.5 系統(tǒng)存儲區(qū)39
2.4 編寫用戶程序與使用變量表41
2.4.1 編寫用戶程序41
2.4.2 使用變量表與幫助功能45
2.5 用戶程序的下載與仿真48
2.5.1 下載與上傳用戶程序48
2.5.2 用戶程序的仿真調試52
2.6 用STEP 7調試程序55
2.6.1 用程序狀態(tài)功能調試程序55
2.6.2 用監(jiān)控表監(jiān)控與強制變量56
2.7 習題60
第3章 S7-1200的指令62
3.1 位邏輯指令62
3.2 定時器指令與計數(shù)器指令66
3.2.1 定時器指令67
3.2.2 計數(shù)器指令71
3.3 數(shù)據處理指令73
3.3.1 比較操作指令73
3.3.2 使能輸入與使能輸出74
3.3.3 轉換操作指令75
3.3.4 移動操作指令77
3.3.5 移位指令與循環(huán)移位指令78
3.4 數(shù)學運算指令80
3.4.1 數(shù)學函數(shù)指令80
3.4.2 字邏輯運算指令83
3.5 其他指令85
3.5.1 程序控制操作指令85
3.5.2 日期和時間指令86
3.5.3 字符串與字符指令87
3.6 高速計數(shù)器與高速脈沖輸出89
3.6.1 高速計數(shù)器89
3.6.2 高速脈沖輸出91
3.7 習題93
第4章 S7-1200的用戶程序結構95
4.1 函數(shù)與函數(shù)塊95
4.1.1 生成與調用函數(shù)95
4.1.2 生成與調用函數(shù)塊98
4.1.3 多重背景102
4.2 數(shù)據類型與間接尋址103
4.2.1 數(shù)據類型103
4.2.2 間接尋址104
4.3 中斷事件與中斷指令107
4.3.1 事件與組織塊107
4.3.2 初始化組織塊與循環(huán)中斷組織塊108
4.3.3 時間中斷組織塊111
4.3.4 硬件中斷組織塊112
4.3.5 中斷連接指令與中斷分離指令113
4.3.6 延時中斷組織塊115
4.4 交叉引用表與程序信息117
4.4.1 交叉引用表117
4.4.2 分配列表118
4.4.3 調用結構、從屬性結構與資源120
4.5 習題122
第5章 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設計方法123
5.1 梯形圖的經驗設計法123
5.2 順序控制設計法與順序功能圖126
5.2.1 順序功能圖的基本元件127
5.2.2 順序功能圖的基本結構130
5.2.3 順序功能圖中轉換實現(xiàn)的基本規(guī)則132
5.3 使用置位/復位指令的順序控制梯形圖設計方法133
5.3.1 單序列的編程方法133
5.3.2 選擇序列與并行序列的編程方法136
5.3.3 應用舉例138
5.3.4 專用鉆床的順序控制程序設計143
5.4 習題145
第6章 S7-1200的通信與故障診斷148
6.1 網絡通信基礎148
6.1.1 串行通信的基本概念148
6.1.2 SIMATIC通信網絡149
6.2 PROFINET IO系統(tǒng)組態(tài)150
6.2.1 S7-1200作IO控制器150
6.2.2 S7-1200作智能IO設備153
6.3 基于以太網的開放式用戶通信155
6.4 S7協(xié)議通信160
6.5 Modbus RTU協(xié)議通信162
6.5.1 Modbus RTU主站的編程162
6.5.2 Modbus RTU從站的編程與實驗165
6.5.3 S7-1200其他通信簡介166
6.6 故障診斷167
6.6.1 與故障診斷有關的中斷組織塊和診斷指令167
6.6.2 S7-1200的故障診斷168
6.6.3 網絡控制系統(tǒng)的故障診斷171
6.7 習題176
第7章 精簡系列面板的組態(tài)與應用178
7.1 精簡系列面板178
7.2 精簡系列面板的畫面組態(tài)180
7.2.1 畫面組態(tài)的準備工作180
7.2.2 組態(tài)指示燈與按鈕182
7.2.3 組態(tài)文本域與I/O域185
7.3 精簡系列面板的仿真與運行187
7.3.1 PLC與HMI的集成仿真187
7.3.2 HMI與PLC通信的組態(tài)與調試190
7.4 習題191
第8章 S7-1200在模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應用193
8.1 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)與PID_Compact指令193
8.1.1 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)193
8.1.2 PID_Compact指令的算法與參數(shù)195
8.1.3 PID_Compact指令的組態(tài)與調試197
8.2 PID參數(shù)的手動整定方法199
8.2.1 PID參數(shù)的整定方法199
8.2.2 PID參數(shù)的手動整定實驗201
8.3 PID參數(shù)自整定204
8.4 習題206
附錄207
附錄A 實驗指導書207
A.1 TIA博途應用實驗207
A.2 硬件組態(tài)實驗207
A.3 位邏輯指令應用實驗208
A.4 定時器計數(shù)器應用實驗208
A.5 數(shù)據處理指令應用實驗209
A.6 數(shù)學運算指令應用實驗210
A.7 程序控制指令應用實驗210
A.8 實時時鐘指令應用實驗210
A.9 高速計數(shù)器與高速輸出應用實驗211
A.10 函數(shù)與函數(shù)塊應用實驗211
A.11 多重背景應用實驗212
A.12 間接尋址應用實驗212
A.13 循環(huán)中斷實驗213
A.14 時間中斷實驗213
A.15 硬件中斷實驗213
A.16 延時中斷實驗214
A.17 順序控制程序的編程與調試實驗214
A.18 運輸帶與人行橫道交通燈順控程序的調試實驗215
A.19 專用鉆床順序控制程序調試實驗215
A.20 PROFINET通信組態(tài)實驗216
A.21 開放式用戶通信的仿真實驗216
A.22 S7通信的仿真實驗217
A.23 S7-1200故障診斷實驗217
A.24 網絡控制系統(tǒng)故障診斷實驗218
A.25 PLC與觸摸屏仿真實驗218
A.26 PID控制器參數(shù)手動整定的仿真實驗219
A.27 PID控制器參數(shù)自動整定的仿真實驗219
附錄B 配套資源簡介220
參考文獻222
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