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編輯推薦

適讀人群 ：自動化行業技術人員，高校自動化專業學生。
　　快速入門+編程經驗+教學視頻，乾貨多多！

內容簡介

　　本書全麵介紹瞭TIA博途（V13 SP1）軟件和S7-1200/1500 PLC的基本功能、硬件組態、編程和調試的方法與技巧，在結構上分為4篇：首先簡單介紹TIA博途軟件和S7-1200/1500 PLC産品；接著通過電氣技術發展的曆史脈絡闡述PLC有關的基本知識和基本概念；然後詳盡介紹在TIA博途軟件和S7-1200/1500 PLC下各部分基本功能的使用方法；最後，總結一般工控程序的編寫方法和技巧，並簡要介紹PLC技術在“工業4.0”和“智能製造”背景下的地位和方嚮。 對於初學PLC的人員，可以通過前2篇輕鬆理解PLC相關的基礎知識，並直接對接TIA博途軟件下的各種應用，而對於有S7-300/400 PLC使用經驗的讀者，可以在通讀第1篇的整體産品介紹後，直接跳到第3篇，快速上手新軟件、新設備。

作者簡介

　　張碩，男，自動化工程師，任職美資獨資知名自動化企業，具有豐富的自動化生産綫設計、調試經驗。精通西門子各係列PLC産品，並具有良好的寫作功底。

目錄

第1篇 初探 1
第1章 TIA博途軟件和S7-1200/1500初探 2
1．1 自動化發展概況 2
1．2 西門子集成自動化和産品體係簡介 4
1．3 S7-1200/1500介紹 5
1．3．1 S7-1200/1500在SIMATIC S7體係中的位置 5
1．3．2 S7-1200特點介紹 6
1．3．3 S7-1500 特點介紹 6
1．4 TIA博途軟件介紹 7
1．4．1 TIA博途軟件的特點 7
1．4．2 TIA博圖軟件的結構和版本 9
1．4．3 TIA博圖軟件的支持軟件 10
1．4．4 TIA博途軟件的授權 10
第2篇 PLC技術基礎 11
第2章 電氣控製基礎 12
2．1 常用的電氣控製元件 12
2．1．1 保護（配電）器件 12
2．1．2 接觸器 15
2．1．3 繼電器 17
2．1．4 主令電器 17
2．2 電氣控製係統簡單實例 18
第3章 PLC控製基礎 20
3．1 從繼電器（接觸器）到PLC控製 20
3．2 PLC的硬件結構 21
3．3 PLC程序運行原理 23
3．3．1 程序循環機製 23
3．3．2 編程語言 24
3．3．3 CPU的結構和運行原理 25
3．3．4 存儲器的編址與變量 30
3．3．5 變量類型 31
3．3．6 OB塊簡介 32
3．3．7 DB塊簡介 32
3．3．8 FC塊簡介 32
3．3．9 FB塊簡介 36
3．3．10 UDT簡介 39
3．4 現場總綫與分布式IO簡介 39
3．4．1 PROFIbus 現場總綫簡介 40
3．4．2 PROFInet 現場總綫簡介 40
第4章 梯形圖、基礎指令和執行原理 43
4．1 梯形圖語言基礎 43
4．2 位操作指令 44
4．2．1 常開、常閉和“與”邏輯 44
4．2．2 取反和“或”邏輯 46
4．2．3 置位、復位、置位優先觸發器（RS）和復位優先觸發器（SR） 47
4．2．4 上升沿檢測和下降沿檢測 49
4．3 定時器指令 50
4．3．1 脈衝定時器（S_PULSE） 50
4．3．2 擴展脈衝定時器（S_PEXT） 52
4．3．3 延遲輸齣定時器（S_ODT） 54
4．3．4 帶記憶的延遲輸齣定時器（S_ODTS） 55
4．3．5 關斷延遲定時器（S_OFFDT） 56
4．4 計數器指令 57
4．4．1 嚮上計數器 57
4．4．2 嚮下計數器（C計數器） 58
4．4．3 上下計數器（C計數器） 58
第3篇 TIA軟件和S7-1200/1500 PLC基礎 61
第5章 TIA 軟件的基本操作 62
5．1 軟件的視圖 62
5．2 軟件的常用操作 63
5．2．1 項目的創建、打開、關閉、移植、壓縮和解壓縮 63
5．2．2 軟件中的幫助係統和撤銷功能 66
5．2．3 軟件的升級 67
5．3 軟件的窗體 68
5．3．1 窗體的劃分 68
5．3．2 項目樹中的操作 70
5．3．3 窗口的基本操作和軟件的使用思路 72
5．3．4 各部分窗口的配閤與軟件的使用思路 75
第6章 硬件操作 77
6．1 硬件組態和在綫設置概述 77
6．2 在綫設置 78
6．2．1接口（Interface）的設置 78
6．2．2 對硬件模塊的在綫設置 79
6．3 硬件組態 84
6．3．1 創建設備 84
6．3．2 組態CPU機架 85
6．3．3 組態分布式設備 88
6．3．4 配置PROFInet參數和建立PROFInet連接 89
6．4 硬件組態的編譯與下載 91
6．4．1 編譯 91
6．4．2 下載 93
6．5 常用模塊的硬件配置 96
6．5．1 S7-1500 PLC的PS電源與PM電源模塊 96
6．5．2 S7-1500 PLC的CPU模塊的屬性設置 98
6．5．3 EP200SP的組態和使用 105
6．5．4 模擬量輸入與輸齣模塊的配置和使用 106
6．6 與硬件配置有關的其他操作 109
6．6．1 硬件組態和程序的上傳 109
6．6．2 CPU機架的探測功能 110
6．6．3 GSD文件的加載 112
6．6．4 硬件庫的更新 115
6．6．5 自動附加IP功能的說明 115
第7章 程序操作 117
7．1 程序編輯的基本方法 117
7．1．1 程序塊的創建 117
7．1．2 程序塊的在綫、編譯、下載、上傳、比較 118
7．1．3 程序塊的加密與保護 121
7．1．4 程序編輯界麵的基本操作 122
7．1．5 變量的拖曳 124
7．2 OB塊 126
7．2．1 程序循環、錯誤中斷、時間中斷的觸發條件 127
7．2．2 OB100的調用條件和S7-1200/1500的啓動 129
7．2．3 OB80的觸發條件 130
7．2．4 硬件中斷的觸發條件 130
7．2．5 診斷中斷的觸發條件 132
7．2．6 優化的OB塊 132
7．3 S7-1200/1500 下的數據類型 134
7．3．1 基礎數據類型 134
7．3．2 PLC數據類型（UDT） 135
7．3．3 數組（Array） 136
7．3．4 結構體（Struct） 137
7．4 變量（tags） 137
7．4．1 變量（tags）的管理 138
7．4．2 在變量（tags）中新建變量 139
7．4．3 變量錶中的幾種特殊情況和提示 140
7．4．4 變量斷電保持屬性的設置 141
7．4．5 變量的HMI訪問屬性 142
7．4．6 變量（tags）的更名與內置ID機製 144
7．4．7 變量（tags）中的監控功能 144
7．4．8 常量和新建常量 144
7．4．9 係統常量 145
7．5 DB塊 146
7．5．1 DB塊的類型 146
7．5．2 在DB塊中建立變量 147
7．5．3 DB塊中數據的屬性 147
7．5．4 DB塊調試功能之快閃（Snapshot）係列功能 149
7．5．5 優化DB塊之存儲方式改變 150
7．5．6 優化DB塊之下載而不初始化功能 152
7．6 FC塊與FB塊 156
7．6．1 FC塊 156
7．6．2 FB塊 156
7．6．3 FC塊和FB塊的更新 158
7．7 工藝指令 159
7．8 數組的使用和FC/FB塊中Variant 類型接口參數的討論和實例 159
第8章 TIA博途軟件指令 165
8．1 TIA博途軟件指令的新特徵 165
8．1．1 更加靈活的梯形圖畫法 165
8．1．2 更加靈活的指令選擇和參數配置 165
8．1．3 “使能輸齣端”的可選擇性 166
8．1．4 隱形轉換和指令接口參數的添加 167
8．2 位邏輯指令 167
8．3 定時器指令 170
8．4 計數器指令 175
8．4 比較指令 178
8．6 數學指令 180
8．7 移動指令 181
8．8 轉換指令 184
8．9 程序控製指令 186
8．10 字邏輯運算指令 188
8．11 位移指令 190
第9章 調試方法 192
9．1 程序的監控和相關功能 192
9．1．1 一般程序塊的監控和相關功能 192
9．1．2 在調用選擇下FB塊的監控 193
9．2 監控變量和強製IO 194
9．2．1 監控變量 194
9．2．2 強製IO 198
9．3 查看資源分配列錶 200
9．4 變量的交叉檢索 201
9．5 調用結構與調用層級的查看 204
9．6 離綫與在綫的比較 204
9．6．1 離綫與在綫的比較功能實操 204
9．6．2 對不一緻程序塊的處理 206
9．6．3 對程序細節的離綫與在綫的比較 206
9．7 變量跟蹤 207
9．7．1 變量跟蹤的原理 207
9．7．2 變量跟蹤的觸發模式 208
9．7．3 變量跟蹤的組態 208
9．7．4 變量跟蹤的實際操作 210
9．7．5 采用數據的保存與導齣 212
第10章 錯誤（故障）的處理、診斷與程序診斷 214
10．1 PLC錯誤（故障）綜述 214
10．2 PLC的在綫診斷 215
10．3 PLC的程序診斷 219
10．3．1 基於指令的診斷 220
10．3．2 基於OB塊的診斷 226
第11章 HMI相關操作 229
11．1 HMI設備的新建和連接設置 230
11．1．1 新建HMI設備和HMI設計的框架 230
11．1．2 HMI與PLC通信的設置 230
11．2 HMI變量 234
11．3 畫麵與控件 237
11．3．1 畫麵的設計與管理 237
11．3．2 控件的使用 238
11．4 報警的管理和配置 243
11．5 HMI中的常用特殊功能 246
11．5．1 HMI與CPU之間的狀態匯報 246
11．5．2 HMI與PLC的時間同步 248
11．5．3 將CPU的診斷信息顯示在HMI上 249
第12章 SCL語言與Graph語言 254
12．1 SCL語言 254
12．1．1 SCL編輯環境和調試工具 254
12．1．2 SCL語言中的指令 255
12．1．3 SCL語言中的控製結構 257
12．2 Graph語言 260
12．2．1 Graph語言程序介紹 261
12．2．2 Graph語言程序塊的建立和運行原理 262
12．2．3 順控圖與順控圖的編輯 266
12．2．4 單步編輯 269
12．2．5 互鎖和監控的報警 273
第13章 故障安全和安全型PLC的使用 276
13．1 故障安全簡介 276
13．2 TIA博途軟件中故障安全的設置 280
13．2．1 安全模塊的硬件組態和設置 281
13．2．2 硬件組態的下載和模塊端F目標地址的設置 286
13．2．3 安全程序的創建、編寫、編譯與下載 289
第4篇 編程經驗與PLC技術漫談 295
第14章 設計與編程經驗漫談 296
14．1 組建一個控製係統 296
14．2 輸入、狀態、輸齣三層級的編程與分析方法 297
14．2．1 方法概述 297
14．2．2 舉升機控製實例之狀態變量的創建 297
14．2．3 舉升機控製實例之狀態變量的定義 299
14．2．4 舉升機控製實例之狀態變量決定輸齣 305
14．3 論程序的層次與結構 306
第15章 編程技巧 310
15．1 利用Excel批量編輯簡單的語句錶指令 310
15．2 源文件操作 315
第16章 展望“工業4．0”與《中國製造2025》下的PLC技術 318

前言/序言

　　2010年，西門子公司發布瞭TIA博途軟件（V10版本），成為業內首個全集成自動化概念下的自動化軟件。2012年，西門子公司又推齣瞭S7-1500 PLC，軟硬件的更新換代，使自動化工程的組態和設計被重新定義。這一套新産品的問世，標誌著全集成自動化概念的成熟，代錶瞭自動化技術的未來。
　　自新産品問世以來，新一代的PLC和TIA博途軟件正在世界各地逐漸普及。作為一名一直工作在工控一綫的工程師，筆者明顯感到這股強勁的趨勢。為瞭跟上時代的潮流，我於2015年年中參加瞭西門子公司TIA博途軟件和S7-1200/1500 PLC的培訓，又在今年年初遠赴北美，參與瞭一套AGV設備的調試，親自嘗試並體驗瞭TIA博途軟件和S7-1500 PLC在實戰中的效果。而在國內，也正是這套新産品高速普及的時期，我希望在這個時候可以貢獻我的力量。齣於這個簡單的目的，我耗費瞭近一年的業餘時間，完成這本書的編寫。
　　在本書的編寫過程中，我一直把握著如下幾個原則：
　　（1）照顧兩類人群。在學習和使用TIA博途軟件和S7-1500 PLC的用戶中，一部分是從未使用過PLC的人群，另一類是使用過經典STEP7軟件和S7-200/300/400的人群。前者可能需要從基礎概念開始闡述，直到新産品的應用，而後者可能隻希望快速瞭解新産品的使用方法和新的功能。本書在內容編排上，將所有西門子PLC的基礎知識和基礎概念集中在第2篇講解，而與TIA博途軟件和S7-1500 PLC有關的概念則集中在第3篇闡述。對於希望從基礎開始學習PLC技術的讀者可以從第2篇開始閱讀，並在內容上可以較好地銜接並過渡到第3篇。而對於有西門子PLC使用經驗的讀者，則可以直接閱覽第3篇的內容，快速掌握新産品下的所有基本操作。
　　（2）注重實用性。筆者是一名工作在工控一綫的工程師，對於PLC技術會更多關注其中各個功能的實用性，也更希望自己的作品可以更突齣實用的特點。首先，在産品功能闡述中，簡要對該功能在實際項目中的作用進行說明。其次，本書幾乎沒有任何照抄産品手冊中圖錶數據的內容。筆者認為，手冊對每個人來說，都可以方便地下載和閱讀。一本講述PLC技術的書籍應該讓讀者具備更好地理解手冊的能力，而不是簡單地引用手冊中的數據。一本實用的PLC技術書籍應該更注重技術本身的解析。最後需要說明的是，本書中的軟件截圖界麵均使用瞭英文版的TIA博途軟件，因為英文版的軟件確實更加實用。不過，在闡述軟件使用的過程中，對於這些截圖中的英文都給齣瞭筆者的翻譯。這些翻譯與中文版的TIA博途軟件不見得一緻。但總的來看，筆者的翻譯比軟件中文版要更加嚴謹。因為鑒於軟件界麵的限製，軟件漢化過程中的翻譯可能無法做得過於嚴謹。筆者在自動化係統集成的崗位工作幾年之後，深深感到閱讀和理解各種産品手冊是一名自動化工程師的核心能力。在此，也希望廣大讀者可以從這些英文界麵截圖中或多或少地瞭解一些PLC技術相關的英文專有名詞，或許對大傢在閱讀産品手冊時有一定幫助。
　　本書第4篇總結瞭一些筆者的編程經驗。有人說：“如果經驗可以被總結的話，那還叫經驗嗎？”但是我還相信“語言的力量是無窮的”，我堅信沒有什麼是用語言錶達不瞭的，包括經驗。筆者的編程和調試經驗並不算豐富，但就PLC程序來看，一名初學者和一名老工程師所編寫的程序，雖然都可以實現同樣的功能，但代碼質量確實還是有差距的。本篇內容希望可以給初學者一個啓發，嚮他們展示一種編程的思路。對於老工程師來說，那算是獻醜瞭。
　　在本書的編寫過程中，電子工業齣版社工業技術分社社長徐靜和策劃編輯陳韋凱給予我極大的幫助和支持，首先對他們錶示由衷的感謝。同時，也得到瞭很多親朋好友的鼓勵和幫助，在此錶示中心感謝。
　　由於作者水平有限，加之時間倉促，書中錯誤和不足之處在所難免，請廣大讀者朋友不吝批評指正 。最後需要對本人的郵箱做一個解釋，“Cyberneticist”取自“Cybernetics”一詞，是著名科學傢諾伯特? 維納（Norbert Wiener）所著《控製論》一書時使用的單詞。加入錶示“專傢”意思的後綴“ist”，變成瞭“Cyberneticist”一詞。還是在我上學的時候，當時以成為一名控製論專傢為目標和理想，便申請瞭這個郵箱。現在反思自己，距離理想還很遙遠，還需繼續努力。在這裏曬齣這個郵箱，實在是太過獻醜瞭。
　　張 碩
　　2016年11月7日於北京


TIA博途軟件與S7-1200/1500 PLC應用詳解 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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