本书从PLC 编程入门和工程实际应用出发，详细讲解了西门子S7-1500 PLC 的编程及应用。本书主要内容包括：PLC 的基础知识，S7-1500 PLC 的硬件系统，TIA 博途软件的使用，S7-1500 PLC 编程基础，S7-1500 PLC的基本指令及应用、常用功能指令及应用、扩展指令及应用，S7-1500 PLC的用户程序结构，S7-1500 PLC 的数字量控制、模拟量与PID 闭环控制，S7-1500 PLC 的通信与网络，S7-1500 PLC 的安装与故障诊断等内容。本书内容全面、通俗易懂、实例丰富、实用性和针对性强，特别适合初学者使用，对有一定PLC 基础的读者也有很大帮助。
本书可供从事PLC 的技术人员学习使用，也可作为大中专院校电气、自动化等相关专业的教材和参考书。
第1章 PLC 概述
1.1 PLC 简介 1
1.1.1 PLC 的定义 1
1.1.2 PLC 的基本功能与特点 1
1.1.3 PLC 的应用和分类 3
1.1.4 西门子PLC 简介 6
1.2 PLC 的组成及工作原理 8
1.2.1 PLC 的组成 8
1.2.2 PLC 的工作原理 13
1.3 PLC 与其他顺序逻辑控制系统的比较 14
1.3.1 PLC 与继电器控制系统的比较 14
1.3.2 PLC 与微型计算机控制系统的比较 15
1.3.3 PLC 与单片机控制系统的比较 16
1.3.4 PLC 与DCS 的比较 17
第2章 西门子S7-1500 PLC 的硬件系统
2.1 西门子S7-1500 PLC 的性能特点及硬件系统组成 18
2.1.1 性能特点 18
2.1.2 硬件系统组成 18
2.2 西门子S7-1500 PLC 的电源模块 19
2.2.1 负载电源模块 19
2.2.2 系统电源模块 20
2.2.3 电源配置 20
2.2.4 查看电源功率分配信息 22
2.3 西门子S7-1500 PLC 的CPU 模块 23
2.3.1 CPU 模块类别及性能 23
2.3.2 CPU 模块外形结构 25
2.3.3 CPU 模块指示灯 26
2.3.4 CPU 模块的工作方式 27
2.4 西门子S7-1500 PLC 的信号模块 28
2.4.1 S7-1500 PLC 的数字量模块 28
2.4.2 S7-1500 PLC 的模拟量模块 36
2.5 西门子S7-1500 PLC 的通信模块 37
2.5.1 点对点通信模块 37
2.5.2 PROFIBUS 通信模块 38
2.5.3 PROFINET/ETHERNET 通信模块 38
2.6 西门子S7-1500 PLC 的工艺模块 39
2.6.1 高速计数/ 位置检测模块 39
2.6.2 基于时间的I/O 模块 40
2.6.3 PTO 脉冲输出模块 40
2.7 西门子S7-1500 PLC 的分布式模块 41
2.7.1 ET 200MP 模块 41
2.7.2 ET 200SP 模块 42
第3章 TIA 博途软件的使用
3.1 TIA 博途软件平台与安装 43
3.1.1 TIA 博途软件平台及其构成 43
3.1.2 TIA 博途软件的安装 44
3.2 TIA 博途软件使用入门 49
3.2.1 启动TIA 博途 49
3.2.2 新建项目与组态设备 50
3.2.3 CPU 模块的参数配置 56
3.2.4 信号模块的参数配置 68
3.2.5 梯形图程序的输入 75
3.2.6 项目编译与下载 77
3.2.7 打印与归档 79
3.3 S7-PLCSIM 仿真软件的使用 81
第4章 西门子S7-1500 PLC 编程基础
4.1 PLC 编程语言简介 84
4.1.1 PLC 编程语言的国际标准 84
4.1.2 TIA 博途中的编程语言 85
4.2 西门子S7-1500 PLC 的数制与数据类型 90
4.2.1 数据长度 90
4.2.2 数制 90
4.2.3 数据类型 91
4.3 西门子S7-1500 PLC 的存储区与寻址方式 101
4.3.1 存储区的组织结构 101
4.3.2 系统存储区特性 101
4.3.3 寻址方式 105
4.4 指令的处理 110
4.4.1 LAD 指令处理 110
4.4.2 STL 指令处理 110
4.4.3 立即读和立即写 110
4.5 变量表、监控表和强制表的应用 111
4.5.1 变量表 111
4.5.2 监控表 114
4.5.3 强制表 117
第5章 西门子S7-1500 PLC 的基本指令及应用
5.1 位逻辑指令 119
5.1.1 语句表中的位逻辑指令 119
5.1.2 梯形图中的位逻辑指令 125
5.2 定时器指令 133
5.2.1 SIMATIC 定时器指令概述 133
5.2.2 STL 中的SIMATIC 定时器指令 135
5.2.3 LAD 中的SIMATIC 定时器指令 142
5.2.4 IEC 定时器指令 150
5.2.5 定时器指令的应用 154
5.3 计数器指令 155
5.3.1 计数器的基本知识 156
5.3.2 STL 中的SIMATIC 计数器指令 157
5.3.3 LAD 中的SIMATIC 计数器指令 159
5.3.4 IEC 计数器指令 164
5.3.5 计数器指令的应用 168
5.4 程序控制类指令 170
5.4.1 数据块操作指令 170
5.4.2 跳转指令 172
5.4.3 代码块操作指令 181
5.5 西门子S7-1500 PLC 基本指令的应用实例 184
5.5.1 三相交流异步电动机的星- 三角降压启动控制 184
5.5.2 用4 个按钮控制1 个信号灯 188
5.5.3 简易6 组抢答器的设计 190
第6章 西门子S7-1500 PLC 的常用功能指令及应用
6.1 数据处理类指令 195
6.1.1 移动操作指令及应用 195
6.1.2 装入与传送指令及应用 200
6.1.3 比较操作指令及应用 204
6.1.4 转换操作指令及应用 208
6.2 数学函数类指令 216
6.2.1 四则运算指令 216
6.2.2 数学函数运算指令 221
6.2.3 其他常用数学运算指令 225
6.2.4 数学函数类指令的应用 228
6.3 字逻辑运算类指令 229
6.3.1 逻辑“取反”指令 230
6.3.2 逻辑“与”指令 231
6.3.3 逻辑“或”指令 232
6.3.4 逻辑“异或”指令 233
6.3.5 编码与译码指令 235
6.3.6 七段显示译码指令 236
6.3.7 字逻辑运算指令的应用 238
6.4 移位控制类指令 240
6.4.1 移位指令 240
6.4.2 循环移位指令 242
6.4.3 移位控制指令的应用 244
第7章 西门子S7-1500 PLC 的扩展指令及应用
7.1 日期和时间指令 250
7.1.1 时间比较指令 250
7.1.2 时间运算指令 251
7.1.3 时钟功能指令 254
7.1.4 日期和时间指令的应用 255
7.2 字符与字符串指令 256
7.2.1 字符串移动指令 257
7.2.2 字符串比较指令 257
7.2.3 字符串转换指令 258
7.2.4 字符串与十六进制数的转换指令 265
7.2.5 字符串读取指令 268
7.2.6 字符串查找、插入、删除与替换指令 269
7.3 过程映像指令 273
7.3.1 更新过程映像输入指令 273
7.3.2 更新过程映像输出指令 274
7.3.3 同步过程映像输入指令 276
7.3.4 同步过程映像输出指令 276
第8章 西门子S7-1500 PLC 的用户程序结构
8.1 西门子S7-1500 PLC 的用户程序 278
8.1.1 程序分类 278
8.1.2 用户程序中的块 278
8.1.3 用户程序的编程方法 279
8.2 西门子S7-1500 PLC 组织块 280
8.2.1 组织块的构成、分类与中断 280
8.2.2 主程序循环组织块 283
8.2.3 时间中断组织块 284
8.2.4 延时中断组织块 288
8.2.5 循环中断组织块 291
8.2.6 硬件中断组织块 294
8.2.7 启动组织块 297
8.3 西门子S7-1500 PLC 函数及其应用 301
8.3.1 函数的接口区 301
8.3.2 函数的生成与调用 302
8.3.3 函数的应用 302
8.4 西门子S7-1500 PLC 函数块及其应用 306
8.4.1 函数块的接口区 306
8.4.2 函数块的生成及调用 306
8.4.3 函数块的应用 307
8.5 数据块及应用 311
8.5.1 全局数据块及其应用 312
8.5.2 背景数据块 314
8.5.3 数组数据块及其应用 314
第9章 西门子S7-1500 PLC 的数字量控制
9.1 翻译设计法及应用举例 317
9.1.1 翻译设计法简述 317
9.1.2 翻译设计法实例 318
9.2 经验设计法及应用举例 320
9.2.1 经验设计法简述 320
9.2.2 经验设计法实例 320
9.3 顺序控制设计法与顺序功能图 323
9.3.1 顺序控制设计法 324
9.3.2 顺序功能图的组成 324
9.3.3 顺序功能图的基本结构 325
9.4 启保停方式的顺序控制 326
9.4.1 单序列启保停方式的顺序控制 326
9.4.2 选择序列启保停方式的顺序控制 329
9.4.3 并行序列启保停方式的顺序控制 334
9.5 转换中心方式的顺序控制 343
9.5.1 单序列转换中心方式的顺序控制 343
9.5.2 选择序列转换中心方式的顺序控制 347
9.5.3 并行序列转换中心方式的顺序控制 353
9.6 西门子S7-1500 PLC 顺序功能控制语言S7-Graph 358
9.6.1 S7-Graph 程序结构 359
9.6.2 S7-Graph 编辑界面 359
9.6.3 S7-Graph 中的步与动作 361
9.6.4 S7-Graph 函数块的接口参数 363
9.7 S7-Graph 在顺序控制中的应用实例 367
9.7.1 S7-Graph 在单序列顺序控制中的应用实例 367
9.7.2 S7-Graph 在选择序列顺序控制中的应用实例 381
9.7.3 S7-Graph 在并行序列顺序控制中的应用实例 392
第10章 西门子S7-1500 PLC 的模拟量与PID 闭环控制
10.1 模拟量的基本概念 399
10.1.1 模拟量处理流程 399
10.1.2 模拟值的表示及精度 400
10.1.3 模拟量输入方法 403
10.1.4 模拟量输出方法 403
10.2 西门子S7-1500 PLC 模拟量模块的使用 404
10.2.1 模拟量模块简介 404
10.2.2 模拟量模块的接线 405
10.2.3 模拟量模块参数设置 414
10.2.4 模拟量模块的应用 419
10.3 西门子S7-1500 PLC 的PID 闭环控制 422
10.3.1 S7-1500 PLC 的模拟量处理 422
10.3.2 PID 控制器的基础知识 422
10.3.3 PID 控制实例 429
第11章 西门子S7-1500 PLC 的通信与网络
11.1 通信基础知识 435
11.1.1 传输方式 435
11.1.2 串行通信的分类 435
11.1.3 串行通信的数据通路形式 437
11.1.4 串行通信的接口标准 438
11.1.5 通信传输介质 441
11.2 工业局域网基础 442
11.2.1 网络拓扑结构 442
11.2.2 网络协议 443
11.2.3 现场总线 444
11.3 SIMATIC 通信网络概述 447
11.3.1 SIMATIC 的网络层次 447
11.3.2 SIMATIC 的通信网络 448
11.4 西门子S7-1500 PLC 的串行通信 449
11.4.1 串行通信接口类型及连接方式 449
11.4.2 自由口协议通信 451
11.4.3 Modbus RTU 协议通信 461
11.5 PROFIBUS 通信 469
11.5.1 PROFIBUS 通信协议 469
11.5.2 PROFIBUS 网络组成及配置 470
11.5.3 PROFIBUS-DP 接口 472
11.5.4 PROFIBUS 网络参数设定 472
11.5.5 PROFIBUS 通信应用举例 476
11.6 PROFINET 通信 478
11.6.1 PROFINET 简介 478
11.6.2 构建PROFINET 网络 480
11.6.3 PROFINET 网络参数分配 481
11.6.4 PROFINET 通信应用举例 484
第12章 西门子S7-1500 PLC 的安装与故障诊断
12.1 PLC 硬件配置、安装与接线 486
12.1.1 PLC 硬件配置 486
12.1.2 PLC 硬件安装 488
12.1.3 PLC 接线 489
12.2 PLC 的检修与故障诊断 491
12.2.1 定期检修 491
12.2.2 故障诊断 492
参考文献
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