学习西门子S7-1500PLC编程，从入门到精通

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编者按

工业制造是国民经济的主体，近年来随着“工业4.0”等概念的提出，工业自动化技术开始了新一轮的革命，可编程序控制器（PLC）技术在这次革命中起着至关重要的作用。PLC以其控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单、使用方便、易于扩展等优点，已经成为工业控制领域中增长速度最迅猛的工业控制设备，也是现代工业自动化的三大支柱之一，在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域得到了广泛的应用。

德国西门子S7系列是国内应用最广、市场占有率非常高的PLC。2012年11月29日，西门子公司推出全新的SIMATIC S7-1500 PLC在德国正式亮相，S7-1500 PLC包含了多种创新技术，能够与全集成自动化TIA Portal软件实现无缝集成，最大程度地提高生产效率，创造出最佳工程效益，符合今后PLC的发展方向。但很多工程技术人员都觉得西门子系列PLC不容易自学，入门比较困难。目前市面上大部分图书主要介绍S7-300/400 PLC，系统而又比较详细地介绍SIMATIC S7-1500 PLC的书籍还相对较少，因此本书以西门子公司S7-1500 PLC为主，从工程应用的角度出发，突出应用性和实践性，通过通俗易懂的语言和大量的项目案例，使学习和实践能融会贯通。

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通过案例编程技术的介绍，提供给读者易于学习掌握的平台和清晰的编程思路，使读者在实践中循序渐进，掌握S7-1500 PLC的知识体系和应用。
全书共分为11章，系统地介绍了西门子S7-1500 PLC控制器的相关知识。第1章介绍了低压电器及基本控制线路，可供没有电气控制基础的相关读者进行选学；第2章主要介绍可编程控制器的发展、定义和工作原理；第3章介绍S7-1500 PLC的硬件体系和模块特性；第4章介绍西门子最新集成开发环境TIA博途软件；第5章介绍TIA博途软件的项目应用和调试方法；第6章介绍S7-1500 PLC的相关编程基础；第7章介绍S7-1500 PLC的编程语言与指令系统；第8章介绍S7-1500 PLC的用户程序结构；第9章介绍模拟量处理及闭环控制技术；第10章介绍西门子人机界面HMI的组态和设计；第11章结合工程实例给出了PLC控制系统的设计原则、内容和步骤。

图书特色

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▼ 目录
第1章低压电器及基本控制电路/001
1.1常用低压电器001
1.1.1刀开关002
1.1.2熔断器004
1.1.3断路器006
1.1.4接触器008
1.1.5继电器009
1.1.6主令电器016
1.2电气图形符号和文字符号019
1.2.1电气文字符号019
1.2.2电气图形符号020
1.3电气控制电路图绘制原则024
1.4三相异步电动机的基本控制电路027
1.4.1基本控制环节027
1.4.2三相异步电动机启动控制030
1.4.3三相异步电动机制动控制033
1.4.4三相异步电动机调速控制电路034
项目训练一三相异步电动机星-三角降压启动控制035

第2章可编程序控制器（PLC）概述/037
2.1PLC的介绍与特点037
2.1.1PLC的产生037
2.1.2PLC的定义038
2.1.3PLC的分类038
2.1.4PLC的发展040
2.1.5PLC的特点041
2.1.6PLC性能指标042
2.2PLC硬件组成042
2.3PLC开发环境和工作原理045
2.3.1PLC编程语言及编程软件045
2.3.2PLC的工作原理047
2.4PLC应用及发展趋势048
2.5PLC产品概况050
2.5.1国外PLC品牌050
2.5.2国产PLC品牌051
2.6西门子自动化产品介绍051

第3章S7-1500 PLC硬件系统/054
3.1S7-1500 PLC产品概述054
3.2S7-1500 PLC产品新功能054
3.3S7-1500 PLC组成055
3.4S7-1500电源模块055
3.4.1PS电源模块055
3.4.2PM电源模块056
3.4.3为模板供电的配置方式057
3.5S7-1500 CPU模块058
3.5.1CPU模块概述058
3.5.2CPU模块外观058
3.5.3CPU操作模式059
3.5.4CPU存储器复位060
3.5.5CPU状态与故障显示灯060
3.5.6CPU的显示屏061
3.6SIMATIC存储卡065
3.7S7-1500信号模块066
3.7.1数字量模块066
3.7.2模拟量模块069
3.8通信模块和工艺模块072
3.8.1通信模块072
3.8.2工艺模块072
3.9分布式模块072
3.9.1ET 200SP简介073
3.9.2ET 200SP接口模块074
3.9.3ET 200SP的I/O模块074
项目训练二S7-1500的硬件配置、安装与接线075

第4章西门子TIA博途软件概述/081
4.1TIA博途软件介绍081
4.2TIA博途软件组成081
4.3TIA博途软件安装083
4.4TIA博途软件授权091
4.5TIA博途软件卸载093
4.6TIA博途软件升级099
4.7TIA博途软件特性101

第5章TIA博途软件使用/102
5.1TIA博途软件界面介绍102
5.2TIA博途项目创建105
5.3TIA博途硬件组态108
5.4自动配置S7-1500中央机架112
5.5CPU模块属性设置112
5.6I/O模块属性设置122
5.6.1数字量输入模块参数设置122
5.6.2模拟量输入模块参数设置125
5.7PC与PLC通信的建立126
5.8仿真器SIMATIC S7-PLCSIM127
5.8.1SIMATIC S7-PLC SIM软件安装128
5.8.2硬件组态下载到仿真软件129
5.8.3仿真器项目视图134
项目训练三电机启保停项目的建立、程序下载与调试134

第6章S7-1500 PLC编程基础/145
6.1PLC编程语言145
6.1.1PLC编程语言的国际标准145
6.1.2编程语言介绍146
6.1.3PLC编程原则149
6.2S7-1500 PLC数据类型149
6.2.1数制与编码149
6.2.2基本数据类型151
6.2.3复合数据类型157
6.2.4参数数据类型159
6.2.5系统数据类型159
6.2.6硬件数据类型160
6.2.7数据类型转换161
6.3存储器与寻址方式161
6.3.1S7-1500 PLC存储区161
6.3.2S7-1500 PLC系统存储区164
6.3.3全局变量与局部变量166
6.3.4全局常量与局部常量166
6.3.5寻址方式167

第7章S7-1500 PLC指令系统及编程应用/170
7.1位逻辑指令170
7.1.1位逻辑指令概述170
7.1.2位逻辑指令170
7.1.3边沿检测指令比较174
7.1.4位逻辑指令综合应用176
7.2定时器指令180
7.2.1定时器指令概述180
7.2.2SIMATIC定时器指令183
7.2.3IEC定时器指令190
项目训练四振荡电路的设计195
7.3计数器指令198
7.3.1计数器指令概述198
7.3.2SIMATIC计数器指令199
7.3.3IEC计数器指令203
项目训练五计数器指令综合应用205
7.4数据处理指令206
7.4.1比较器指令206
7.4.2转换操作指令208
7.4.3移动操作指令212
7.5运算指令214
7.5.1数学函数指令214
7.5.2字逻辑运算指令216
7.6移位和循环指令217
7.6.1移位指令217
7.6.2循环移位指令218
7.7程序控制指令219
项目训练六多功能流水灯控制系统设计222

第8章S7-1500 PLC的用户程序结构/226
8.1编程方式和程序结构226
8.1.1编程方式226
8.1.2程序结构227
8.2组织块228
8.2.1组织块的类型与优先级228
8.2.2添加组织块229
8.2.3循环程序组织块230
8.2.4启动组织块230
8.2.5时间中断组织块230
8.2.6循环中断组织块230
8.2.7硬件中断组织块233
8.3数据块234
8.3.1数据块的创建234
8.3.2数据块的编辑237
8.3.3数据块的访问238
8.4函数（FC）242
8.4.1函数的创建与密码保护242
8.4.2函数的接口区244
8.4.3函数的调用245
8.4.4函数接口参数修改248
8.4.5设置函数的调用环境进行调试249
8.5函数块（FB）251
8.5.1函数块的创建251
8.5.2函数块的接口区251
8.5.3函数块的调用252
8.5.4多重背景的使用256
8.6交叉引用表和程序信息258
8.6.1交叉引用表258
8.6.2程序信息260
项目训练七多级分频器系统设计262

第9章S7-1500 PLC模拟量处理与PID控制技术/267
9.1模拟量处理基础267
9.1.1模拟量介绍267
9.1.2模拟量模块267
9.1.3模拟量模块的接线268
9.1.4模拟量模块的参数分配273
9.1.5模拟量模块的地址分配274
9.1.6模拟量转换值的表示276
9.2模拟量采集处理282
9.2.1模拟量值的规范化282
9.2.2模拟量值的处理284
9.3PID控制器285
9.3.1PID控制的基本原理285
9.3.2PID控制器的数字化285
9.3.3PID控制器参数与系统性能关系286
9.3.4PID指令287
9.3.5PID_Compact指令调用290
9.3.6PID组态292
9.3.7PID调试295
项目训练八加热炉温度模拟量控制系统设计299

第10章西门子人机界面HMI的组态与设计/302
10.1人机界面与组态软件介绍302
10.1.1人机界面与触摸屏303
10.1.2人机界面的组成303
10.1.3SIMATIC人机界面303
10.1.4组态软件介绍305
10.1.5PC机通用组态软件305
10.2精智系列面板WinCC项目组态306
10.2.1WinCC（TIA Portal）简介306
10.2.2直接生成HMI设备308
10.2.3使用HMI设备向导生成画面309
10.2.4WinCC项目组态界面313
10.3精智面板TP 700 Comfort的通信连接315
10.3.1TP 700 Comfort介绍315
10.3.2TP 700 Comfort的硬件连接317
10.3.3TP 700 Comfort与组态PC通信设置317
10.3.4TP 700 Comfort与S7-1500 PLC通信设置320
10.3.5下载HMI组态322
10.4TP 700 Comfort画面创建与管理324
10.4.1画面结构与布局324
10.4.2TP 700 Comfort画面属性设置325
10.4.3画面管理326
10.5TP 700 Comfort画面设计337
10.5.1基本对象、元素的使用337
10.5.2库和图形的使用345
10.5.3组态I/O域347
10.5.4变量的管理348
10.6精智面板的仿真、运行与用户管理350
10.6.1HMI仿真调试方法350
10.6.2HMI的离线仿真调试351
10.6.3HMI的在线仿真调试353
10.6.4用户管理的组态与使用355
项目训练九十字路口交通灯控制人机界面设计363

第11章S7-1500 PLC系统设计与诊断/365
11.1系统设计的原则和内容365
11.1.1设计原则365
11.1.2设计内容365
11.1.3设计步骤366
11.2硬件设计367
11.2.1PLC的选型367
11.2.2I/O模块的选型367
11.2.3PLC容量估算368
11.3软件设计369
11.3.1设计前准备工作369
11.3.2编写程序369
11.3.3程序测试369
11.4系统调试370
11.4.1调试步骤370
11.4.2调试方法370
11.4.3系统开发技巧371
11.5系统诊断371
11.5.1系统诊断含义371
11.5.2系统诊断显示372
11.5.3通过Web服务器进行诊断故障379
11.5.4通过HMI诊断视图进行诊断故障382
11.5.5通过过程映像输入进行系统诊断385
项目训练十物流线仓库库存控制系统设计386

参考文献/390

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