工业自动化集成控制系统——基于西门子tia博途系统

内容简介

本书以智能制造技术的特点和需求为出发点，分析了工业自动化集成控制系统的工作方式，并以西门子的TIA博途系统为主体介绍其在工业自动化中的应用。主要内容包括分布式网络的硬件配置、结构化软件编程原理、STEP 7软件编程指令和程序设计、人机界面的编程实现、故障的调试方法以及库相关的操作。本书以机床加工主轴控制系统的设计为例，将每章的内容落地为具体的项目设计，既有理论分析，又有具体的操作方法实践，使读者对集成控制系统下自动化项目的设计过程形成完整、清晰的概念。

本书既可作为机械、车辆、自动化等专业本、专科生的学习教材，也可作为机电工程师、自动化软件工程师等工程技术人员的项目学习参考用书。

《西门子S7-1200 PLC与TIA博途软件编程一本通》是化学工业出版社出版图书。

西门子S7-1200 PLC与TIA博途软件编程一本通

• 出版社： 化学工业出版社

• ISBN：9787122392954

• 版次：1

• 商品编码：13532964

• 品牌：化学工业出版社

• 包装：平装

• 开本：16开

• 出版时间：2022-01-01

• 用纸：胶版纸

• 页数：315

• 正文语种：中文

内容简介

本书结合项目工程实践，详细介绍了西门子S7-1200 PLC的应用和编程技术，同时介绍了TIA博途编程软件环境下的组态开发技术、梯形图编程技术、人机界面设计技术。针对工业自动化应用，给出了S7-1200 PLC与变频器的联合控制以及PID控制技术。为了方便读者深入了解相关技术和快速掌握实际操作能力，给出了相应编程实例以及仿真分析和调试技巧。此外，对工程应用中的安全措施和故障处理也进行了详细说明，方便读者解决实际问题。

本书适合电气工程师、自动化工程师等自学使用，也可以用作职业院校、培训学校相关专业的教材及参考书。

目录

第1章 西门子S7-1200 PLC概述 001

1.1　PLC（可编程序控制器）简介 002

1.1.1　PLC的优点 002

1.1.2　PLC与继电器-接触器控制系统的区别 003

1.2　S7-1200 PLC的主要特点和硬件结构 004

1.2.1　S7-1200 PLC的主要特点 004

1.2.2　S7-1200 PLC的硬件结构 007

1.3　CPU和信号模块、信号板的型号 008

1.3.1　CPU本体模块的型号 008

1.3.2　数字量信号模块的型号 009

1.3.3　模拟量信号模块的型号 009

1.3.4　信号板的型号 009

1.3.5　通信板、通信模块的型号 010

1.4　S7-1200 PLC硬件设备的安装 011

1.4.1　S7-1200 PLC对使用环境的要求 011

1.4.2　S7-1200 PLC本体在电控柜内的安装 011

1.4.3　其他硬件设备的安装 012

1.5　S7-1200 PLC供电电流的计算 012

1.5.1　S7-1200 PLC的供电能力 013

1.5.2　各种I/O模块消耗的电流 014

1.5.3　S7-1200 PLC供电电流计算实例 015

1.5.4　S7-1200 PLC主模块的端子数量 016

1.6　S7-1200 PLC CUP外部端子的接线 016

1.6.1　CPU 1211C的接线 017

1.6.2　CPU 1212C的接线 019

1.6.3　CPU 1214C的接线 020

1.6.4　CPU 1215C的接线 022

1.7　S7-1200 PLC数字量模块的接线 026

1.7.1　数字量输入模块的接线 026

1.7.2　数字量输出模块的接线 027

1.7.3　数字量输入/输出模块的接线 027

1.8　S7-1200 PLC模拟量模块的接线 030

1.8.1　模拟量输入模块的接线 030

1.8.2　模拟量输出模块的接线 032

1.8.3　模拟量输入/输出模块的接线 032

1.8.4　热电偶和热电阻的接线 034

1.9　S7-1200 PLC的编程语言和数据类型 036

1.9.1　梯形图（LAD） 036

1.9.2　FBD和SCL 037

1.9.3　S7-1200 PLC的数据类型 038

1.10　S7-1200 PLC的数据访问 041

1.10.1　CPU存储器数据的汇总 041

1.10.2　输入过程映像区（I） 041

1.10.3　输出过程映像区（Q） 043

1.10.4　位存储区（M） 043

1.10.5　数据块（DB） 045

1.10.6　临时存储区（L） 045

1.10.7　全局常量和局部常量 046

1.10.8　变量的寻址 047

第2章 TIA博途编程软件的操作 049

2.1　TIA Portal编程软件的技术优势 050

2.2　TIA博途编程软件的类型 051

2.3　TIA博途编程软件的安装 052

2.3.1　TIA博途编程软件对计算机的要求 052

2.3.2　TIA博途编程软件的授权 053

2.3.3　TIA博途编程软件的安装步骤 053

2.4　TIA博途编程软件视图的解析 056

2.4.1　Portal视图 056

2.4.2　项目视图的结构 057

2.4.3　标题栏、菜单栏、工具栏 058

2.4.4　项目树 058

2.4.5　程序编辑区 060

2.4.6　巡视窗口 062

2.4.7　资源卡 062

2.5　程序编辑区工具条的基本操作 065

2.6　编程指令的添加 067

2.6.1　从指令资源卡中拖拽 067

2.6.2　从收藏夹中拖拽 067

2.6.3　从空功能框中选取指令 068

2.6.4　就地更换指令 068

2.6.5　从程序中复制指令 069

2.7　变量的添加 069

2.7.1　从变量表中拖拽/复制变量 069

2.7.2　从数据块中拖拽/复制变量 070

2.7.3　在程序块中拖拽/复制变量 070

2.7.4　从硬件组态界面中拖拽变量 071

2.7.5　从接口参数表中拖拽变量 072

2.7.6　从Excel表格中复制变量 073

第3章 TIA博途编程软件的基本编程指令 074

3.1　位逻辑指令 075

3.2　定时器指令 082

3.3　计数器指令 087

3.4　比较操作指令 091

3.5　数学函数指令 095

3.6　移动操作指令 098

3.7　转换操作指令 102

3.8　程序控制指令 105

3.9　字逻辑运算指令 107

3.10　位移指令 111

第4章 S7-1200 PLC的硬件组态和参数设置 114

4.1　S7-1200 PLC的硬件组态 115

4.1.1　创建新的S7-1200 PLC设计工程 115

4.1.2　组态新的CPU机架 115

4.1.3　添加机架上的其他设备 117

4.1.4　启用模块暂存功能 119

4.1.5　构建设备的网络视图 119

4.2　设置CPU模块的各项参数 120

4.2.1　设置PROFINET通信参数 120

4.2.2　设置CPU的启动参数 121

4.2.3　CPU不能启动的问题 123

4.2.4　设置CPU模块的其他参数 123

第5章 TIA博途编程软件的梯形图编程 125

5.1　分配模块的输入和输出地址 126

5.1.1　在设备概览表中修改I/O地址 126

5.1.2　在模块属性中修改I/O地址 126

5.1.3　创建I/O地址分配表 127

5.2　变量表的创建和编辑 127

5.3　数据块DB的编辑 129

5.3.1　数据块DB的类型 129

5.3.2　DB中变量的属性 130

5.3.3　在共享数据块DB中添加变量 131

5.4　组织块OB的编辑 131

5.4.1　组织块OB的创建 132

5.4.2　OB的编号、名称、优先级 132

5.4.3　组织块OB的启动 133

5.4.4　组织块OB的运行 134

5.4.5　各种中断OB的调用 135

5.4.6　各种错误中断OB的调用 136

5.4.7　OB的梯形图 137

5.4.8　OB的更新 138

5.5　FC和FB的编辑 139

5.5.1　编辑FC/FB的接口参数 139

5.5.2　编辑FC/FB的梯形图 141

5.5.3　用双重地址编程的梯形图 142

5.6　子程序块的调用 143

5.6.1　FC的调用 143

5.6.2　FB的调用 144

5.7　FB存储数据的功能 147

5.7.1　FC和FB的区别 147

5.7.2　FB的存储功能举例 147

5.7.3　背景数据块的访问 149

5.8　程序块的访问方式 150

第6章 S7-1200 PLC的单元电路编程 152

6.1　定时控制中的单元电路 153

6.1.1　瞬时接通、延时断开电路 153

6.1.2　延时接通、延时断开电路 155

6.1.3　两台设备间隔定时启动电路 157

6.1.4　30天延时电路 159

6.1.5　定时器与计数器联合电路 159

6.2　电动机控制中的单元电路 162

GB/T 196596工业自动化系统与集成开放系统应用集成框架》分为如下几部分：

——第1部分：通用参考描述；

——第2部分：基于ISO11898的控制系统的参考描述；

——第3部分：基于IEC 61158的控制系统的参考描述；

——第4部分：基于以太网的控制系统的参考描述。

本部分为GB/T 19659的第3部分。

本部分等同采用IS()15745—3：20036工业自动化系统与集成开放系统应用集成框架第3部分：

基于IEC 61158的控制系统的参考描述》(英文版) 。

为便于使用，本部分作了下列编辑性修改：

西门子（中国）有限公司工业业务领域工业自动化与驱动集团是世界领先的自动化与驱动领域供应商之一，在中国的制造自动化、工业过程自动化、机床控制及大型驱动市场占据领先地位。作力全球自动化领域技术、标准及市场的领先者，西门子公司一直致力于将自动化和驱动产品及系统不断创新，向用户提供具有先进和可靠的解决方案。基于全集成自动化（TIA，TotallyIntegratedAutomation）的概念，西门子公司成功地实现了整个自动化系统在生产过程的水平方向与垂直方向上的集成，从而确保了各类不同设备之间的交互需求，减少了工程成本并提高了生产效率。

对于想要了解西门子公司旷动化系统原理妁初学者和从事相关应用研究的工程技术人员而言，一本能够全面反映SIMATIC自动化技术内涵并融合最新发展成果的入门书籍就成为迫切的需要。

《西门子工业良动化项目设计实践》一书立意新颖，作者独具匠心，从工程项目设计的角度出发，以一个自动化生产线的控制过程为例，系统地阐述了西门子公司自动化技术。在内容上，涵盖了一个自动化系纬从硬件安装与组态到软件编程与调试，从网络配置与通信到HMI设备连接与组态的，全过程，详细地介绍了$7-300/400PLC控制技术、PROFIBUS网络通信技术和人机界面监控技术。书中叙述有讲解、有实例、有分析，读者可：以边学习、边实践，在亲身体验的过程中轻松地完成知识的掌握。

《西门子工业自动化项旨设计实践》一书的出版十可以帮助广大的自动化工程师和相关专业的学生广泛深入地理解和撑握STMATIC自动化技术，并尽快地应用于工程设计中，从而提商工作效率，缩短项目的开发周期，帮助工业用户提高工业生产率，实现企业最优化运营。希望本书能够成为西门子公司产品手册之外的一本学习和应用SIMATIC自动化技术的系统教材和实用工具书。

插图：

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