杭州西門子S7-1200PLC技術(shù)培訓(xùn)

1.1 概述 2

 1.1.1 PLC 的發(fā)展歷史 2

 1.1.2 PLC 的主要特點(diǎn) 3

 1.1.3 PLC 的應(yīng)用范圍 4

 1.1.4 PLC 的分類與性能指標(biāo) 4

 1.1.5 PLC 與繼電器系統(tǒng)的比較 5

 1.1.6 PLC 與微機(jī)的比較 5

 1.1.7 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 6

 1.1.8 國內(nèi)PLC 的應(yīng)用 6

1.2 PLC 的結(jié)構(gòu)和工作原理 7

 1.2.1 PLC 的硬件組成 7

 1.2.2 PLC 的工作原理 11

 1.2.3 PLC 的立即輸入、輸出功能 12

S7-1200 PLC 的硬件 13

2.1 S7-1200 PLC 概述 13

 2.1.1 西門子PLC 簡(jiǎn)介 13

 2.1.2 S7-1200 PLC 的性能特點(diǎn) 14

2.2 S7-1200 PLC 常用模塊及其接線 15

 2.2.1 S7-1200 PLC 的CPU 模塊及接線 16

 2.2.2 S7-1200 PLC 數(shù)字量擴(kuò)展模塊及接線 21

 2.2.3 S7-1200 PLC 模擬量模塊 24

 2.2.4 S7-1200 PLC 信號(hào)板及接線 30

 2.2.5 S7-1200 PLC 通信模塊 32

 2.2.6 其他模塊 34

2.3 S7-1200 PLC 的硬件安裝 34

 2.3.1 安裝的預(yù)留空間 34

 2.3.2 安裝CPU 模塊 34

TIA 博途（Portal）軟件使用入門 36

3.1 TIA 博途（Portal）軟件簡(jiǎn)介 36

 3.1.1 初識(shí)TIA 博途（Portal）軟件 36

 3.1.2 安裝TIA 博途軟件的軟硬件條件 38

 3.1.3 安裝TIA 博途軟件的注意事項(xiàng) 39

 3.1.4 安裝和卸載TIA 博途軟件 39

3.2 TIA Portal 視圖與項(xiàng)目視圖 45

3.*.1 TIA Portal 視圖結(jié)構(gòu) 45

 3.2.2 項(xiàng)目視圖 46

 3.2.3 項(xiàng)目樹 48

3.3 創(chuàng)建和編輯項(xiàng)目 49

 3.3.1 創(chuàng)建項(xiàng)目 49

 3.3.2 添加設(shè)備 49

 3.3.3 編輯項(xiàng)目（打開、保存、另存為、關(guān)閉和刪

除） 49

3.4 CPU 參數(shù)配置 54

 3.4.1 常規(guī) 54

 3.4.2 PROFINET 接口 55

 3.4.3 啟動(dòng) 60

 3.4.4 循環(huán) 61

 3.4.5 通信負(fù)載 61

 3.4.6 系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器 61

 3.4.7 DI 14/DQ 10 62

 3.4.8 AI 2 63

 3.4.9 保護(hù)與安全 63

 3.4.10 連接資源 65

 3.4.11 地址總覽 65

3.5 S7-1200 PLC 的I/O 參數(shù)配置 66

 3.5.1 數(shù)字量輸入模塊參數(shù)的配置 66

 3.5.2 數(shù)字量輸出模塊參數(shù)的配置 67

 3.5.3 模擬量輸入模塊參數(shù)的配置 68

 3.5.4 模擬量輸出模塊參數(shù)的配置 69

3.6 下載和上傳 70

 3.6.1 下載 70

 3.6.2 上傳 72

3.7 軟件編程 74

 3.7.1 一個(gè)簡(jiǎn)單程序的輸入和編譯 75

 3.7.2 使用快捷鍵 79

3.8 打印和歸檔 79

 3.8.1 打印 80

 3.8.2 歸檔 81

3.9 用TIA 博途軟件創(chuàng)建一個(gè)完整的項(xiàng)目 82

3.10 使用幫助 88

 3.10.1 查找關(guān)鍵字或者功能 88

 3.10.2 使用指令 88

3.11 安裝支持包和GSD 文件 90

 3.11.1 安裝支持包 90

 3.11.2 安裝GSD 文件 92

第4章 S7-1200 PLC 的編程語言 94

4.1 S7-1200 PLC 的編程基礎(chǔ)知識(shí) 94

4.*.1 數(shù)制 94

 4.1.2 數(shù)據(jù)類型 95

 4.1.3 S7-1200 PLC 的存儲(chǔ)區(qū) 102

 4.1.4 全局變量與區(qū)域變量 106

 4.1.5 編程語言 106

4.2 變量表、監(jiān)控表和強(qiáng)制表的應(yīng)用 107

 4.2.1 變量表（Tag Table） 107

 4.2.2 監(jiān)控表 111

 4.2.3 強(qiáng)制表 114

4.3 位邏輯運(yùn)算指令 115

4.4 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令 126

 4.4.1 IEC 定時(shí)器 126

 4.4.2 IEC 計(jì)數(shù)器 136

4.5 移動(dòng)操作指令 139

4.6 比較指令 144

4.7 轉(zhuǎn)換指令 148

4.8 數(shù)學(xué)函數(shù)指令 153

4.9 移位和循環(huán)指令 163

4.10 字邏輯運(yùn)算指令 168

4.11 程序控制指令 171

4.12 實(shí)例 173

 4.12.1 電動(dòng)機(jī)的控制 173

 4.12.2 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器應(yīng)用 180

S7-1200 PLC 的程序結(jié)構(gòu) 186

5.1 TIA 博途軟件編程方法簡(jiǎn)介 186

5.2 函數(shù)、數(shù)據(jù)塊和函數(shù)塊 187

 5.2.1 塊的概述 187

 5.2.2 函數(shù)（FC）及其應(yīng)用 188

 5.2.3 數(shù)據(jù)塊（DB）及其應(yīng)用 193

 5.2.4 PLC 定義數(shù)據(jù)類型（UDT）及其應(yīng)用 196

 5.2.5 函數(shù)塊（FB）及其應(yīng)用 197

5.3 多重背景 203

 5.3.1 多重背景的簡(jiǎn)介 203

 5.3.2 多重背景的應(yīng)用 203

5.4 組織塊（OB）及其應(yīng)用 209

 5.4.1 中斷的概述 209

 5.4.2 啟動(dòng)組織塊及其應(yīng)用 210

 5.4.3 主程序（OB1） 210

 5.4.4 循環(huán)中斷組織塊及其應(yīng)用 210

 5.4.5 時(shí)間中斷組織塊及其應(yīng)用 213

 5.4.6 延時(shí)中斷組織塊及其應(yīng)用 215

 5.4.7 硬件中斷組織塊及其應(yīng)用 216

5.*.8 錯(cuò)誤處理組織塊 217

5.5 實(shí)例 219

S7-1200 PLC 的編程方法與調(diào)試 223

6.1 功能圖 223

 6.1.1 功能圖的畫法 223

 6.1.2 梯形圖編程的原則 229

6.2 邏輯控制的梯形圖編程方法 230

 6.2.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 230

 6.2.2 功能圖設(shè)計(jì)法 232

6.3 S7-1200 PLC 的調(diào)試方法 242

 6.3.1 程序信息 242

 6.3.2 交叉引用 244

 6.3.3 比較功能 246

 6.3.4 用變量表進(jìn)行調(diào)試 248

 6.3.5 用監(jiān)控表進(jìn)行調(diào)試 252

 6.3.6 用強(qiáng)制表進(jìn)行調(diào)試 256

 6.3.7 使用PLCSIM 軟件進(jìn)行調(diào)試 257

 6.3.8 使用Trace 跟蹤變量 264

6.4 實(shí)例 267

西門子PLC 的SCL 編程 273

7.1 西門子PLC 的SCL 編程 273

 7.1.1 SCL 簡(jiǎn)介 273

 7.1.2 SCL 程序編輯器 274

 7.1.3 SCL 編程語言基礎(chǔ) 275

 7.1.4 尋址 281

 7.1.5 控制語句 284

 7.1.6 SCL 塊 287

7.2 SCL 應(yīng)用舉例 289

應(yīng)用精通篇

S7-1200 PLC 的通信及其應(yīng)用 298

8.1 通信基礎(chǔ)知識(shí) 298

 8.1.1 通信的基本概念 298

 8.1.2 PLC 網(wǎng)絡(luò)的術(shù)語解釋 299

 8.1.3 RS-485 標(biāo)準(zhǔn)串行接口 301

 8.1.4 OSI 參考模型 302

8.2 現(xiàn)場(chǎng)總線概述 303

 8.2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線的概念 303

 8.2.2 主流現(xiàn)場(chǎng)總線的簡(jiǎn)介 303

 8.2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn) 304

 8.2.4 現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀 304

 8.2.5 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展 305

8.3 PROFIBUS 通信及其應(yīng)用 305

 8.3.1 PROFIBUS 通信概述 305

 8.3.2 PROFIBUS 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 307

 8.3.3 S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 的PROFIBUS-DP 通

信 309

 8.3.4 S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 間的PROFIBUS-DP 

通信 314

8.4 以太網(wǎng)通信及其應(yīng)用 321

 8.4.1 以太網(wǎng)通信基礎(chǔ) 321

 8.4.2 S7-1200 PLC 的以太網(wǎng)通信方式 324

 8.4.3 S7-1200 PLC 之間的OUC 通信及其應(yīng)用 324

 8.4.4 S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的OUC 通信

（TCP）及其應(yīng)用 332

 8.4.5 S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 之間的OUC 通信

（UDP）及其應(yīng)用 338

 8.4.6 S7-1200 PLC 之間的S7 通信及其應(yīng)用 347

 8.4.7 S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的S7 通信及

其應(yīng)用 353

 8.4.8 S7-1200 PLC 與遠(yuǎn)程IO 模塊的PROFINET IO 通

信及其應(yīng)用 358

 8.4.9 S7-1200 PLC 之間的PROFINET IO 通信及其應(yīng)用

364

 8.4.10 S7-1500 PLC 與S7-1200 PLC 之間的MODBUS 

TCP 通信及其應(yīng)用 368

8.5 串行通信 377

 8.5.1 S7-1200 PLC 與S7-1200 PLC 之間的Modbus RTU 

通信 377

 8.5.2 S7-1200 PLC 與SINAMICS G120變頻器之間的USS 

通信 383

 8.5.3 S7-1200 PLC 之間的自由口通信 391

S7-1200 PLC 的工藝功能及其應(yīng)用 396

9.1 PLC 的高速計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用 396

 9.1.1 高速計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介 396

 9.1.2 高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 399

9.2 PLC 在運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用 406

 9.2.1 運(yùn)動(dòng)控制簡(jiǎn)介 406

 9.2.2 伺服控制簡(jiǎn)介 407

 9.2.3 S7-1200 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制功能 408

 9.2.4 S7-1200 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制指令 409

 9.2.5 S7-1200 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制實(shí)例 411

9.3 PWM 427

 9.3.1 PWM 功能簡(jiǎn)介 427

 9.3.2 PWM 功能應(yīng)用舉例 427

9.4 PLC 在過程控制中的應(yīng)用 431

 9.4.1 PID 控制原理簡(jiǎn)介 431

 9.4.2 PID 控制器的參數(shù)整定 433

 9.4.3 PID 指令簡(jiǎn)介 435

 9.4.4 PID 控制應(yīng)用 436

西門子人機(jī)界面（HMI）應(yīng)用 447

10.1 人機(jī)界面簡(jiǎn)介 447

 10.1.1 初識(shí)人機(jī)界面 447

 10.1.2 西門子常用觸摸屏的產(chǎn)品簡(jiǎn)介 447

10**.3 觸摸屏的通信連接 448

10.2 使用變量與系統(tǒng)函數(shù) 449

 10.2.1 變量分類與創(chuàng)建 449

 10.2.2 系統(tǒng)函數(shù) 450

10.3 畫面組態(tài) 453

 10.3.1 按鈕組態(tài) 453

 10.3.2 I/O 域組態(tài) 455

 10.3.3 開關(guān)組態(tài) 456

 10.3.4 圖形輸入輸出對(duì)象組態(tài) 458

 10.3.5 時(shí)鐘和日期的組態(tài) 459

 10.3.6 符號(hào)I/O 域組態(tài) 460

 10.3.7 圖形I/O 域組態(tài) 461

 10.3.8 畫面的切換 463

10.4 用戶管理 465

 10.4.1 用戶管理的基本概念 465

 10.4.2 用戶管理的配置 466

10.5 報(bào)警組態(tài) 471

 10.5.1 報(bào)警組態(tài)簡(jiǎn)介 471

 10.5.2 離散量報(bào)警組態(tài) 471

10.6 創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的HMI 項(xiàng)目 474

 10.6.1 一個(gè)簡(jiǎn)單的HMI 項(xiàng)目技術(shù)要求描述 474

 10.6.2 一個(gè)簡(jiǎn)單的HMI 項(xiàng)目創(chuàng)建步驟 474

S7-1200 PLC 的故障診斷技術(shù) 483

11.1 PLC 控制系統(tǒng)的故障診斷概述 483

 11.1.1 引發(fā)PLC 故障的外部因素 483

 11.1.2 PLC 的故障類型和故障信息 484

 11.1.3 PLC 故障診斷方法 485

 11.1.4 PLC 外部故障診斷方法 485

 11.1.5 S7-1200 PLC 診斷簡(jiǎn)介 489

11.2 通過模塊或通道的LED 燈診斷故障 490

 11.2.1 通過CPU 模塊的LED 燈診斷故障 490

 11.2.2 通過SM 模塊或者通道LED 燈診斷故障 491

11.3 通過TIA 博途軟件的PG/PC 診斷故障 491

11.4 通過PLC 的Web 服務(wù)器診斷故障 493

11.5 通過用戶程序診斷故障 498

 11.5.1 用LED 指令診斷故障 498

 11.5.2 用DeviceStates 指令診斷故障 499

 11.5.3 用ModuleStates 指令診斷故障 502

11.6 在HMI 上通過調(diào)用診斷控件診斷故障 505

11.7 通過自帶診斷功能的模塊診斷故障 507

11.8 利用運(yùn)動(dòng)控制診斷面板診斷故障 510

11.9 通過SIMATIC Automation Tool診斷故障 511

11**.1 SIMATICAutomation Tool 功能 511

 11.9.2 SIMATIC AutomationTool 診斷故障 511

TIA 博途軟件的庫功能 514

12.1 庫的概念 514

12.2 項(xiàng)目庫類型的使用 515

12.3 項(xiàng)目庫主模板的使用 517

12.4 全局庫的使用 517

S7-1200 PLC 工程應(yīng)用 520

13.1 送料小車自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的PLC 控制 520

 13.1.1 系統(tǒng)軟硬件配置 520

 13.1.2 編寫程序 521

13.2 啤酒灌裝線系統(tǒng)的PLC 控制 525

 13.2.1 系統(tǒng)軟硬件配置 526

 13.2.2 編寫程序 527

13.3 刨床的PLC 控制 531

 13.3.1 系統(tǒng)軟硬件配置 532

 13.3.2 編寫程序 536

13.4 定長(zhǎng)剪切機(jī)PLC 控制 541

 13.4.1 系統(tǒng)軟硬件配置 541

 13.4.2 編寫程序 542