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S7-1200系列PLC是西门子公司近年推出的小型PLC的核心产品，采用模块化和紧凑型设计，可执行快速、高度精确的自动化任务，因其卓越的产品性能，因此获得了越来越多用户的认可。本书共分三个部分，包含基础篇、进阶篇、案例篇，由浅入深地介绍了西门子S7-1200系列PLC及西门子博途（TIA）软件的应用技术：基础篇讲解了西门子S7-1200系列PLC的硬件结构、选型、编程，以及博途（TIA）软件的使用、程序结构和编程指令；进阶篇讲解了西门子S7-1200系列PLC在博途软件中的运动控制、PID、通信等应用技术；案例篇讲解了数控加工智能制造项目。本书结合当前国家智能制造的发展方向，将西门子PLC编程技术与生产实践相结合，通过细致的理论讲授，丰富的工程案例，帮助读者达到学以致用的目的，符合当前职业教育的特点，特别适合西门子PLC的初学者，也可作为高等院校相关专业及企业相应岗位的教材。

基  础  篇
第1章  西门子PLC产品概述	2
1.1  PLC介绍	2
1.2  西门子LOGO系列	4
1.3  西门子S7-200 PLC	6
1.4  西门子S7-200 SMART PLC	7
1.5  西门子S7-300 PLC	10
1.6  西门子S7-400 PLC	10
1.7  西门子S7-1200 PLC	12
1.8  西门子S7-1500 PLC	14
1.9  西门子 ET 200	17
本章练习	18
第2章  硬件和安装	19
2.1  S7-1200 PLC的硬件组成与安装	19
2.1.1  S7-1200 PLC的硬件组成	19
2.1.2  S7-1200 PLC的装配	23
2.2  存储卡的安装与作用	25
2.2.1  存储卡用作程序卡	25
2.2.2  存储卡用作传输卡	26
本章练习	26
第3章  西门子TIA软件使用入门	27
3.1  TIA博途软件的特点	27
3.2  博途软件的下载	28
3.3  操作系统的安装	30
3.4  博途软件的安装	33
3.5  博途软件的授权	35
3.6  博途软件简介	35
本章练习	39
第4章  用户程序的执行	40
4.1  执行用户程序	40
4.1.1  CPU支持的代码块	40
4.1.2  过程映像更新与过程映像分区	41
4.1.3  CPU的工作模式	42
4.1.4  启动过程	44
4.1.5  在RUN模式下处理扫描周期	44
4.2  数据类型	45
4.2.1  Bool、Byte、Word和DWord数据类型	45
4.2.2  整型数据类型	46
4.2.3  浮点型实数数据类型	46
4.2.4  时间和日期数据类型	47
4.2.5  字符和字符串数据类型	48
4.2.6  数组数据类型	50
4.2.7  数据结构数据类型	51
4.2.8  PLC数据类型	51
4.2.9  Variant指针数据类型	51
4.3  变量的访问	52
4.3.1  访问一个变量数据类型的“片段”	52
4.3.2  访问一个带有AT覆盖的变量	53
本章练习	54
第5章  S7-1200硬件组态与工作	55
5.1  组态的任务	55
5.1.1  添加模块	55
5.1.2  删除硬件组态组件	56
5.1.3  信号模块和信号板的地址分配	56
5.1.4  设置数字量输入点的参数	57
5.1.5  设置数字量输出点的参数	58
5.1.6  设置模拟量输入点的参数	58
5.1.7  设置模拟量输出点的参数	59
5.1.8  设置系统存储器字节与时钟存储器字节	59
5.1.9  设置PLC上电后的启动方式	60
5.1.10  设置实时时钟	61
5.1.11  设置循环时间和通信负载	61
5.1.12  设置变量的断电保护功能	61
5.2  硬件组态的编译与上传、下载	62
5.3  编译	66
本章练习	68
第6章  TIA博途软件指令	69
6.1  位逻辑指令	69
6.1.1  置位复位指令	69
6.1.2  多点置位复位指令	70
6.1.3  复位优先、置位优先锁存器	70
6.1.4  边缘检测触点指令	71
6.1.5  边缘检测线圈指令	71
6.1.6  P_TRIG与N_TRIG指令	72
6.1.7  3种边沿检测指令的功能	72
6.1.8  故障信息显示电路举例	73
6.2  定时器的基本功能	74
6.2.1  脉冲定时器TP时序图	76
6.2.2  接通延时定时器TON时序图	76
6.2.3  断开延时定时器TOF时序图	76
6.2.4  保持型接通延时定时器TONR时序图	77
6.2.5  应用案例	77
6.3  计数器的数据类型	79
6.3.1  加计数器	80
6.3.2  减计数器	80
6.3.3  加减计数器	81
6.3.4  比较指令	81
6.3.5  比较数据	83
6.3.6  数值范围检测	83
6.3.7  检查有效性和检查无效性	84
6.4  数学运算指令	84
6.4.1  计算指令	84
6.4.2  加法、减法、乘法、除法指令	85
6.4.3  获取最小值指令	85
6.4.4  获取最大值指令	86
6.5  移动操作	86
6.5.1  移动值指令	86
6.5.2  移动块指令	87
6.5.3  不可中断的存储区移动指令	87
6.5.4  填充存储区指令	87
6.5.5  不可中断的存储区填充指令	88
6.5.6  交换指令	88
6.6  转换操作	88
6.6.1  转换值指令	88
6.6.2  取整指令	89
6.6.3  浮点数向上取整指令	89
6.6.4  浮点数向下取整指令	89
6.6.5  截尾取整指令	90
6.6.6  缩放指令	90
6.6.7  标准化指令	91
6.7  程序控制指令	91
6.7.1  跳转标签指令	91
6.7.2  定义跳转列表指令	92
6.7.3  跳转分支指令	93
6.7.4  返回指令	94
6.8  字逻辑运算	96
6.8.1 “与”运算指令	96
6.8.2 “或”运算指令	96
6.8.3 “取反”运算指令	97
6.8.4  解码指令	97
6.8.5  编码指令	98
6.8.6  选择指令	98
6.9  移位和循环	98
6.9.1  右移指令	98
6.9.2  左移指令	99
6.9.3  循环右移指令	100
本章练习	100
第7章  程序块和数据块	101
7.1  函数（FC）	101
7.2  函数块（FB）	103
7.3  组织块（OB）	104
7.4  OB事件	104
7.5  延时中断OB	108
7.5.1  延时中断OB的功能	108
7.5.2  延时中断OB的执行过程	108
7.5.3  延时中断OB的使用示例	108
7.6  循环中断OB	111
7.6.1  循环中断OB的功能	111
7.6.2  与循环中断OB相关的指令功能	112
7.6.3  循环中断OB的执行过程	112
7.6.4  循环中断OB的使用示例	112
7.6.5  相移时间（Phase Shift）功能	114
7.7  硬件中断OB	116
7.7.1  硬件中断OB的功能	116
7.7.2  硬件中断OB的使用示例	116
7.8  时间错误OB80	121
7.8.1  时间错误OB80的功能	121
7.8.2  与时间错误OB80相关的信息	122
7.8.3  时间错误OB的使用示例	122
7.8.4  重新触发扫描循环看门狗指令RE_TRIGR	125
7.9  诊断错误OB82	126
7.9.1  诊断错误OB82的功能	126
7.9.2  与诊断错误OB82相关的信息	126
7.9.3  诊断错误OB的使用示例	127
7.10  启动OB	129
7.10.1  启动OB的功能	129
7.10.2  启动OB的执行过程	130
7.10.3  与启动OB相关的信息	130
7.10.4  启动OB的使用示例	131
7.11  数据块	133
7.11.1  数据块类型	133
7.11.2  数据块声明表的结构	134
7.11.3  数据块的添加制作	134
本章练习	135
进  阶  篇
第8章  通信	138
8.1  以太网通信	138
8.1.1  PROFINET通信口	138
8.1.2  支持的协议和最大的连接资源	138
8.1.3  PLC与PLC之间通信的过程	141
8.1.4  S7-1200间的S7通信	151
8.2  S7-1200 PROFIBUS DP通信	159
8.2.1  S7-1200 PLC概述	159
8.2.2  PROFIBUS DP 主从配置方法	160
8.2.3  智能从站组态方法	163
8.2.4  组态基于GSD的DP从站	165
8.2.5  主站和从站不在一个项目中	167
本章练习	169
第9章  S7-1200运动控制	170
9.1  S7-1200运动控制概述	171
9.1.1  PROFIdrive控制方式	171
9.1.2  PTO控制方式	172
9.1.3  模拟量控制方式	172
9.1.4  基本组态配置	173
9.1.5  S7-1200运动控制指令	177
9.2  S7-1200变频器的USS编程	193
9.2.1  USS_PORT指令	193
9.2.2  USS_DRV指令	193
9.2.3  启动变频器	195
本章练习	195
第10章  S7-1200的模拟量转换与PID功能	196
10.1  模拟量输入、输出	196
10.2  PID功能	199
10.2.1  S7-1200 PID功能	199
10.2.2  S7-1200 PID Compact V2组态步骤	203
10.2.3  S7-1200 PID Compact V2自整定功能	211
10.2.4  PID Compact V2调试面板	213
本章练习	220
案  例  篇
第11章  数控加工智能制造工作站	222
11.1  项目架构	222
11.2  设备组成	222
11.3  数控车床及数控系统	223
11.4  加工中心及数控系统	224
11.5  机器人系统	225
11.6  立体仓库	231
11.7  可视化系统及显示终端	232
11.8  MES软件系统	232
11.9  安全防护系统	232
11.10  RFID读写器及RFID标签	233
11.11  PLC控制系统	233

随着“工业互联网”概念的提出，中国制造业向智能制造方向转型已成为普遍共识并积极落实。工业机器人是智能制造业最具代表性的装备。
当前，工业机器人替代人工作业已成为制造业的发展趋势。工业机器人作为“制造业皇冠顶端的明珠”，将大力推动工业自动化、工业数字化、工业智能化早日实现，并为智能制造奠定基础。智能制造产业链涵盖智能装备（工业机器人、数控机床、服务机器人、其他自动化装备）、工业物联网（机器视觉、传感器、RFID、工业以太网）、工业软件（ERP/ MES/DCS等）、3D打印及将上述环节有机结合起来的自动化系统集成和生产线集成等。
工业机器人是连接自动化和信息化的重要载体。围绕汽车、机械、电子、危险品制造、化工、轻工等应用需求，工业机器人将成为智能制造中智能装备的普及性产品。
智能装备应用技术的普及和发展是我国智能制造推进的重要内容。工业机器人应用技术是一个复杂的系统工程。工业机器人不是买来就能使用的，需要对其进行规划、集成，即把工业机器人本体与控制软件、应用软件、周边的电气设备等结合起来组成一个完整的工作站后方可使用。工业机器人通过在数字工厂中的推广应用，不断提高智能水平，不仅能替代人的体力劳动，而且能替代人的部分脑力劳动。因此，在以工业机器人应用为主线构造智能制造与数字车间的过程中，对关键技术的运用和推广就显得尤为重要。这些关键技术包括工业机器人与自动化生产线的布局设计、工业机器人与自动化上下料技术、工业机器人与自动化精准定位技术、工业机器人与自动化装配技术、工业机器人与自动化作业规划及示教技术、工业机器人与自动化生产线协同工作技术、工业机器人与自动化车间集成技术等。通过组建工业机器人的自动化生产线，利用机械手、自动化控制设备来推动企业技术向机器化、自动化、集成化、生态化、智能化方向发展，实现数字车间制造过程中产品流、信息流、能量流的智能化。
近年来，虽然多种因素推动着我国工业机器人在自动化工厂中的广泛使用，但是一个越来越重要的问题清晰地摆在我们面前，那就是工业机器人的使用和集成技术方面的人才严重匮乏，甚至阻碍了该行业的快速发展。哈尔滨工业大学工业机器人研究所所长、长江学者孙立宁教授指出：“按照目前中国工业机器人安装数量的增长速度，对工业机器人人才的需求早已处于干渴状态。”目前，国内仅有少数本科院校开设工业机器人的相关专业，普遍没有完善的工业机器人相关课程体系及实训工作站。因此，老师和学员都无法得到科学培养，不能满足产业快速发展的需要。
工控帮教研组结合自身多年的工业机器人集成应用和教学经验，以及对工业机器人集成应用企业的深度了解，在细致分析工业机器人集成企业的职业岗位群和岗位能力矩阵的基础上，整合工业机器人相关企业的应用工程师和工业机器人职业教育方面的专家学者，编写了“智能制造高技能人才培养规划丛书”。按照智能制造产业链和发展顺序，“智能制造高技能人才培养规划丛书”分为专业基础教材、专业核心教材和专业拓展教材三类。
?	专业基础教材涉及的内容包括触摸屏编程技术、电气控制与PLC技术、液压与气动技术、金属材料与机械基础、EPLAN电气制图技术、电工与电子技术等。
?	专业核心教材涉及的内容包括工业机器人技术基础、工业机器人现场编程技术、工业机器人离线编程技术、工业组态与现场总线技术、工业机器人与PLC系统集成技术、基于SolidWorks的工业机器人夹具和方案设计、工业机器人维修与维护、西门子S7-200 SMART PLC编程技术等。
?	专业拓展教材涉及的内容包括工业机器人的焊接技术与焊接工艺、机器视觉原理与应用技术、传感器技术、智能制造与自动化生产线技术、生产自动化管理技术（MES系统）等。
本书内容力求源于企业、源于实际，但因编著者水平有限，错漏之处在所难免，欢迎读者关注微信公众号GKYXT1508进行交流。

工控帮教研组

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西门子S7-1200 PLC编程技术