西門子S7-1500 PLC完全精通教程

第1篇 基礎(chǔ)入門篇
第1章 可編程序控制器（PLC）基礎(chǔ)\t2
1．1 概述\t2
1．1．1 PLC的發(fā)展歷史\t2
1．1．2 PLC的主要特點(diǎn)\t3
1．1．3 PLC的應(yīng)用范圍\t3
1．1．4 PLC的分類與性能指標(biāo)\t4
1．1．5 PLC與繼電器系統(tǒng)的比較\t5
1．1．6 PLC與微機(jī)的比較\t5
1．1．7 PLC的發(fā)展趨勢(shì)\t6
1．1．8 國內(nèi)PLC的應(yīng)用\t6
1．2 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理\t6
1．2．1 可編程序控制器的硬件組成\t6
1．2．2 可編程序控制器的工作原理\t10
1．2．3 可編程序控制器的立即輸入、輸出功能\t11
第2章 SIMATIC S7-1500 PLC的硬件\t12
2．1 SIMATIC S7-1500 PLC定位和性能特點(diǎn)\t12
2．1．1 西門子SIMATIC控制器簡(jiǎn)介\t12
2．1．2 SIMATIC S7-1500 PLC的性能特點(diǎn)\t13
2．2 SIMATIC S7-1500 PLC常用模塊及其接線\t14
2．2．1 電源模塊\t14
2．2．2 SIMATIC S7-1500 PLC模塊及其附件\t15
2．2．3 SIMATIC S7-1500 PLC信號(hào)模塊及其接線\t22
2．2．4 SIMATIC S7-1500 PLC通信模塊\t33
2．2．5 SIMATIC S7-1500 PLC工藝模塊及接線\t33
2．2．6 SIMATIC S7-1500 PLC分布式模塊\t34
2．3 SIMATIC S7-1500 PLC的硬件安裝\t37
2．3．1 硬件配置\t37
2．3．2 硬件安裝\t39
2．3．3 接線\t40
第3章 TIA博途（TIA Portal）軟件使用入門\t42
3．1 TIA博途 (TIA Portal)簡(jiǎn)介\t42
3．1．1 初識(shí)TIA博途 (TIA Portal)\t42
3．1．2 安裝TIA博途的軟硬件條件\t43
3．1．3 安裝TIA博途軟件的注意事項(xiàng)\t44
3．1．4 安裝和卸載TIA博途軟件\t45
3．2 TIA Portal視圖與項(xiàng)目視圖\t51
3．2．1 TIA Portal視圖結(jié)構(gòu)\t51
3．2．2 項(xiàng)目視圖\t52
3．2．3 項(xiàng)目樹\t54
3．3 創(chuàng)建和編輯項(xiàng)目\t55
3．3．1 創(chuàng)建項(xiàng)目\t55
3．3．2 添加設(shè)備\t57
3．3．3 編輯項(xiàng)目（打開，保存，另存為，關(guān)閉，刪除）\t57
3．4 CPU參數(shù)配置\t61
3．4．1 常規(guī)\t61
3．4．2 PROFINET接口\t62
3．4．3 啟動(dòng)\t67
3．4．4 周期\t68
3．4．5 通信負(fù)載\t68
3．4．6 系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器\t68
3．4．7 系統(tǒng)診斷\t69
3．4．8 顯示\t69
3．4．9 保護(hù)\t71
3．4．10 系統(tǒng)電源\t72
3．4．11 連接資源\t72
3．4．12 地址總覽\t72
3．5 S7-1500的I/O參數(shù)的配置\t73
3．5．1 數(shù)字量輸入模塊參數(shù)的配置\t73
3．5．2 數(shù)字量輸出模塊參數(shù)的配置\t76
3．5．3 模擬量輸入模塊參數(shù)的配置\t77
3．5．4 模擬量輸出模塊參數(shù)的配置\t79
3．6 下載和上傳\t80
3．6．1 下載\t80
3．6．2 上傳\t84
3．7 軟件編程\t87
3．7．1 一個(gè)最簡(jiǎn)單的程序的輸入和編譯\t87
3．7．2 使用快捷鍵\t89
3．8 打印和歸檔\t90
3．8．1 打印\t90
3．8．2 歸檔\t90
3．9 用TIA博途創(chuàng)建一個(gè)完整的項(xiàng)目\t93
3．10 使用幫助\t101
3．10．1 查找關(guān)鍵字或者功能\t101
3．10．2 使用指令\t101
3．11 安裝支持包和GSD文件\t103
3．11．1 安裝支持包\t103
3．11．2 安裝GSD文件\t105
第4章 SIMATIC S7-1500 PLC的編程語言\t107
4．1 SIMATIC S7-1500 PLC的編程基礎(chǔ)知識(shí)\t107
4．1．1 數(shù)制\t107
4．1．2 數(shù)據(jù)類型\t108
4．1．3 SIMATIC S7-1500 PLC的存儲(chǔ)區(qū)\t116
4．1．4 全局變量與區(qū)域變量\t120
4．1．5 編程語言\t120
4．2 變量表、監(jiān)控表和強(qiáng)制表的應(yīng)用\t121
4．2．1 變量表（Tag Table）\t121
4．2．2 監(jiān)控表\t124
4．2．3 強(qiáng)制表\t126
4．3 位邏輯運(yùn)算指令\t128
4．4 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令\t137
4．4．1 SIMATIC定時(shí)器\t137
4．4．2 IEC定時(shí)器\t147
4．4．3 SIMATIC計(jì)數(shù)器\t149
4．4．4 IEC計(jì)數(shù)器\t152
4．5 移動(dòng)操作指令\t156
4．6 比較指令\t159
4．7 轉(zhuǎn)換指令\t162
4．8 數(shù)學(xué)函數(shù)指令\t169
4．9 移位和循環(huán)指令\t178
4．10 字邏輯運(yùn)算指令\t182
4．11 程序控制指令\t186
4．12 實(shí)例\t188
4．12．1 電動(dòng)機(jī)的控制\t188
4．12．2 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器應(yīng)用\t193
第5章 SIMATIC S7-1500 PLC的程序結(jié)構(gòu)\t196
5．1 TIA博途軟件編程方法簡(jiǎn)介\t196
5．2 函數(shù)、數(shù)據(jù)塊和函數(shù)塊\t197
5．2．1 塊的概述\t197
5．2．2 函數(shù)（FC）及其應(yīng)用\t198
5．2．3 數(shù)據(jù)塊（DB）及其應(yīng)用\t202
5．2．4 PLC定義數(shù)據(jù)類型（UDT）及其應(yīng)用\t205
5．2．5 函數(shù)塊（FB）及其應(yīng)用\t207
5．3 多重背景\t209
5．3．1 多重背景的簡(jiǎn)介\t209
5．3．2 多重背景的應(yīng)用\t210
5．4 組織塊（OB）及其應(yīng)用\t214
5．4．1 中斷的概述\t214
5．4．2 啟動(dòng)組織塊及其應(yīng)用\t215
5．4．3 主程序（OB1）\t216
5．4．4 循環(huán)中斷組織塊及其應(yīng)用\t216
5．4．5 時(shí)間中斷組織塊及其應(yīng)用\t218
5．4．6 延時(shí)中斷組織塊及其應(yīng)用\t220
5．4．7 硬件中斷組織塊及其應(yīng)用\t222
5．4．8 錯(cuò)誤處理組織塊\t223
5．5 實(shí)例\t224
第6章 SIMATIC S7-1500 PLC的編程方法與調(diào)試\t227
6．1 功能圖\t227
6．1．1 功能圖的畫法\t227
6．1．2 梯形圖編程的原則\t233
6．2 邏輯控制的梯形圖編程方法\t235
6．2．1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法\t235
6．2．2 功能圖設(shè)計(jì)法\t236
6．3 SIMATIC S7-1500 PLC的調(diào)試方法\t244
6．3．1 程序信息\t244
6．3．2 交叉引用\t247
6．3．3 比較功能\t248
6．3．4 用變量監(jiān)控表進(jìn)行調(diào)試\t251
6．3．5 用監(jiān)控表進(jìn)行調(diào)試\t254
6．3．6 用強(qiáng)制表進(jìn)行調(diào)試\t257
6．3．7 使用PLCSIM軟件進(jìn)行調(diào)試\t258
6．3．8 使用Trace跟蹤變量\t264
6．4 實(shí)例\t266
第2篇 應(yīng)用精通篇
第7章 SIMATIC S7-1500 PLC的通信及其應(yīng)用\t274
7．1 通信基礎(chǔ)知識(shí)\t274
7．1．1 通信的基本概念\t274
7．1．2 PLC網(wǎng)絡(luò)的術(shù)語解釋\t275
7．1．3 RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行接口\t277
7．1．4 OSI參考模型\t278
7．2 現(xiàn)場(chǎng)總線概述\t279
7．2．1 現(xiàn)場(chǎng)總線的概念\t279
7．2．2 主流現(xiàn)場(chǎng)總線的簡(jiǎn)介\t279
7．2．3 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)\t280
7．2．4 現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀\t280
7．2．5 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展\t280
7．3 PROFIBUS通信及其應(yīng)用\t281
7．3．1 PROFIBUS通信概述\t281
7．3．2 PROFIBUS總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)\t283
7．3．3 SIMATIC S7-1500 PLC與ET200MP的PROFIBUS-DP通信\t285
7．3．4 SIMATIC S7-1500 PLC與SIMATIC S7-1500 PLC間的PROFIBUS-DP通信\t291
7．4 以太網(wǎng)通信及其應(yīng)用\t298
7．4．1 以太網(wǎng)通信基礎(chǔ)\t298
7．4．2 SIMATIC S7-1500 PLC的以太網(wǎng)通信方式\t301
7．4．3 SIMATIC S7-1500 PLC之間的OUC通信及其應(yīng)用\t302
7．4．4 SIMATIC S7-1500 PLC與S7-1200PLC之間的OUC通信及其應(yīng)用\t309
7．4．5 SIMATIC S7-1500 PLC之間的S7通信及其應(yīng)用\t315
7．4．6 SIMATIC S7-1500 PLC與S7-1200PLC之間的S7通信及其應(yīng)用\t320
7．4．7 SIMATIC S7-1500 PLC與遠(yuǎn)程IO模塊的PROFINET IO通信及其應(yīng)用\t325
7．4．8 SIMATIC S7-1500 PLC之間的PROFINET IO通信及其應(yīng)用\t331
7．4．9 SIMATIC S7-1500 PLC之間的MODBUS TCP通信及其應(yīng)用\t335
7．4．10 SIMATIC S7-1500 PLC與S7-1200PLC之間的MODBU TCP通信及其應(yīng)用\t343
第8章 西門子PLC的SCL和GRAPH編程\t349
8．1 西門子PLC的SCL編程\t349
8．1．1 S7-SCL簡(jiǎn)介\t349
8．1．2 S7-SCL程序編輯器\t350
8．1．3 S7-SCL編程語言基礎(chǔ)\t351
8．1．4 尋址\t357
8．1．5 控制語句\t358
8．1．6 SCL塊\t360
8．1．7 S7-SCL應(yīng)用舉例\t362
8．2 西門子PLC的GRAPH編程\t367
8．2．1 S7-GRAPH簡(jiǎn)介\t368
8．2．2 S7-GRAPH的應(yīng)用基礎(chǔ)\t368
8．2．3 S7-GRAPH的應(yīng)用舉例\t375
第9章 西門子人機(jī)界面（HMI）應(yīng)用\t379
9．1 人機(jī)界面簡(jiǎn)介\t379
9．1．1 初識(shí)人機(jī)界面\t379
9．1．2 西門子常用觸摸屏的產(chǎn)品簡(jiǎn)介\t379
9．1．3 觸摸屏的通信連接\t380
9．2 使用變量與系統(tǒng)函數(shù)\t381
9．2．1 變量分類與創(chuàng)建\t381
9．2．2 系統(tǒng)函數(shù)\t382
9．3 畫面組態(tài)\t385
9．3．1 按鈕組態(tài)\t385
9．3．2 I/O域組態(tài)\t387
9．3．3 開關(guān)組態(tài)\t387
9．3．4 圖形輸入輸出對(duì)象組態(tài)\t389
9．3．5 時(shí)鐘和日期的組態(tài)\t390
9．3．6 符號(hào)I/O域組態(tài)\t390
9．3．7 圖形I/O域組態(tài)\t391
9．3．8 畫面的切換\t393
9．4 用戶管理\t396
9．4．1 用戶管理的基本概念\t396
9．4．2 用戶管理的組態(tài)\t396
9．5 報(bào)警組態(tài)\t400
9．5．1 報(bào)警組態(tài)簡(jiǎn)介\t400
9．5．2 離散量報(bào)警組態(tài)\t401
9．6 創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的HMI項(xiàng)目\t403
9．6．1 一個(gè)簡(jiǎn)單的HMI項(xiàng)目技術(shù)要求描述\t403
9．6．2 一個(gè)簡(jiǎn)單的HMI項(xiàng)目創(chuàng)建步驟\t403
第10章 SIMATIC S7-1500 PLC的故障診斷技術(shù)\t412
10．1 PLC控制系統(tǒng)的故障診斷概述\t412
10．1．1 引發(fā)PLC故障的外部因素\t412
10．1．2 PLC的故障類型和故障信息\t413
10．1．3 PLC故障診斷方法\t414
10．1．4 PLC外部故障診斷方法\t414
10．1．5 SIMATIC S7-1500 PLC診斷簡(jiǎn)介\t417
10．2 通過模塊或者通道的LED燈診斷故障\t418
10．2．1 通過模塊的LED燈診斷故障\t418
10．2．2 通過模塊通道的LED燈診斷故障\t419
10．3 通過TIA 博途軟件的PG/PC診斷故障\t419
10．4 通過PLC的Web服務(wù)器診斷故障\t422
10．5 通過PLC的顯示屏診斷故障\t427
10．5．1 顯示屏面板簡(jiǎn)介\t427
10．5．2 用顯示屏面板診斷故障\t428
10．6 通過用戶程序診斷故障\t429
10．6．1 用LED指令診斷故障\t429
10．6．2 用DeviceStates指令診斷故障\t429
10．6．3 用ModuleStates指令診斷故障\t432
10．7 通過報(bào)警指令診斷故障\t434
10．8 在HMI上通過調(diào)用診斷控件診斷故障\t439
10．9 利用WinCC診斷故障\t441
10．10 通過自帶診斷功能的模塊診斷故障\t446
第11章 SIMATIC S7-1500 PLC工程應(yīng)用\t449
11．1 啤酒灌裝線系統(tǒng)的PLC控制\t449
11．1．1 系統(tǒng)軟硬件配置\t450
11．1．2 編寫程序\t450
11．2 刨床的PLC控制\t455
11．2．1 系統(tǒng)軟硬件配置\t455
11．2．2 編寫程序\t461
第12章 TIA博途軟件的其他常用功能\t466
12．1 移植\t466
12．1．1 移植S7-300/400 PLC項(xiàng)目到TIA博途軟件的必要條件\t466
12．1．2 從S7-300/400 PLC的項(xiàng)目移植到SIMATIC S7-1500項(xiàng)目\t467
12．1．3 從WinCC Flexible 2008項(xiàng)目移植到TIA博途軟件\t473
12．2 庫功能\t477
12．2．1 庫的概念\t477
12．2．2 項(xiàng)目庫類型的使用\t477
12．2．3 項(xiàng)目庫主模板的使用\t479
12．2．4 全局庫的使用\t480
參考文獻(xiàn)\t482