关注微信公众号，获取更多学习资料！将此页放大查看，左边扫码，或搜："A一PLC工程师”，能提高PLC技术！前言可编程序控制器（简称PLC)是一种通用工业自动控制设备，在机械制造、化工、冶金、电子、纺织、食品及建筑等领域的工业自动化系统中发挥着关键作用。随着计算机、信息及网络通信等技术的不断进步，工业生产对今后的PLC发展也提出了更高的要求。2012年11月29日，西门子全新的SIMATIC S7-1500控制器在德国正式亮相。该控制器是西门子公司专为中高端设备和工厂自动化设计的新一代PLC,集成了运动控制、工业信息安全和故障安全功能，并提供基于以太网的PROFINET作为主要的通信网络，极短的系统响应时间可大大提高生产效率，与全集成自动化Portal软件可实现无缝集成，创造出最佳工程效益，符合今后PLC的发展方向。TIA Portal(博途)是西门子最新的全集成自动化软件平台，它将硬件组态、软件编程、网络配置以及上位监控等功能集成在一起，使用起来非常方便快捷。S7-1500PLC的高性能借助该软件平台得到了充分的发挥。本书应用Portal软件平台，介绍了S7-1500PLC的硬件配置、软件编程、网络配置、上位监控系统组态及诊断调试等内容，全书贯穿一个具体的应用实例，使读者边学边实践，循序渐进，逐步掌握S7-1500PLC的应用。本书中所介绍的实例均在Windows7及TIA Portal V13SP1(STEP7 Professional、WinCCProfessional和Startdrive Standalone)软件环境下调试运行通过。附录中给出自动灌装系统控制任务实例的主要参考程序，以帮助读者理论与实践相结合。本书在编写过程中力求语言简洁、通俗易懂、主次分明、实例丰富、图文并茂、实用性强，既适用于高等院校机电及自动化类专业的学生，也适用于初学S7-1500PLC的工程人员。全书共10章，由北京联合大学机电学院的刘长青主编，席巍、李军、李明海参编，陈瑞阳主审。其中，刘长青负责第1~5、9、10章和附录的编写及全书的统稿，席巍负责第6章的编写，李军负责第7章的编写，李明海负责第8章的编写，演示项目由刘长青、席巍、李军和李明海共同完成。本书在编写过程中得到西门子公司元娜女士及其他工作人员的热情支持和大力帮助，在此表示衷心感谢。由于编者水平有限，书中难免出现不妥之处，恳请广大读者提出宝贵意见。编者"A一PLC工程师”，能提高PLC技术！录前言第1章S7-1500PLC系统概述1.1西门子工业自动化TIA简介…11.2可编程控制器基础…1,2.1PLC概述1.2.2结构组成….....31.2.3工作原理…61.3S7-1500PLC系统…91.3.1S7-1500PLC产品概述91.3.2S7-1500PLC组成91.3.3S7-1500PLC产品新功能…91.4工业自动化发展趋势…10第2章S7-1500PLC硬件及软件平台…122.1硬件系统组成…12122.1.2CPU模块及附件…132.1.3信号模块…152.1.4通信模块和工艺模块182.1.5分布式模块202.1.6安全模块…222.2硬件安装…232.2.1硬件配置…232.2.2硬件安装…242.3 Portal软件平台…262.3.1软件版本及安装2723.2软件界面及使用…29第3章S7-1500PLC项目设计313.1工业自动化项目设计流程…313.1.1确定任务及设计要求…313.1.2制定电气控制方案…313.1.3控制系统硬件设计313.1.4软件程序设计…333.1.5上位监控组态…333.1.6联机调试……33关注微信公众号，获取更多学习资料！"A一PLC工程师”，能提高PLC技术！3.1.7项目归档…333.2自动灌装生产线项目实例33任务1自动灌装生产线整体方案设计363.3新建TA项目…36任务2创建自动灌装生产线项目37第4章S7-1500PLC硬件系统设计384.1信号分析…384.2模块选型及硬件组态…384.2.1组态模块类型…394.2.2配置模块参数…424.2.3建立PC与PLC的连接…504.2.4CPU存储器复位…514.2.5下载硬件组态…534.3/0分配554.4硬件接线…56任务3自动灌装生产线项目硬件设计58第5章S7-1500PLC软件程序设计595.1S7-1500PLC编程基础…595.1.1数制及编码595.1.2基本数据类型…615.1.3复合数据类型…665.1.4其他数据类型…695.1.5S7-1500PLC存储区725.1.6寻址方式…735.1.7编程语言…775.2变量表与符号寻址…795.2.1变量表…795.2.2定义全局符号…80任务4定义全局符号825.3监控表与设备测试…825.3.1监控表…825.3.2/0设备测试…84任务5/0设备测试…865.4程序块及程序结构…865.4.】程序块类型…865.4.2程序结构形式…875.4.3自动灌装生产线项目程序结构…875.5程序块的创建、编辑及调试…885.5.1新建用户程序块…88V关注微信公众号，获取更多学习资料！"A一PLC工程师”，能提高PLC技术！5.5.2程序块的属性…895.5.3程序块的编辑…915.5.4程序块的调用…925.5.5编程语言的切换935.5.6程序块的编译…945.5.7程序块的下载及监视955.6位逻辑运算指令与开关量控制…955.6.1触点、取反L0与输出指令965.6.3边沿检测指令...100任务6点动控制程序设计…103任务7模式选择、生产线运行和急停处理程序设计…1035.7定时器操作指令与时间控制…1045.7.1 SIMATIC定时器指令…104109任务8自动灌装程序设计…1155.8计数操作指令与计数统计1155.8.1 SIMATIC计数器指令…1155.8.2EC计数器指令…119任务9计数统计程序设计…1215.9移动操作指令…121任务10复位统计数据程序设计1245.10比较器操作指令…124任务11故障处理程序设计1265.11数学函数指令…126任务12数学运算程序设计1285.12转换操作指令…1285.13其他指令…1305.14用户数据块…1365.14.1用户数据块的创建1365.14.2数据块编辑器…1375.14.3变量的值1395.14.4数组及结构变量的声明…1415.14.5数据块的属性…1425.14.6数据块的访问及应用……144任务13使用数据块进行数据存储1465.15FC/FB与参数化编程1465.15.1块接口的布局…1475.15.2参数化程序设计关注微信公众号，获取更多学习资料！"A一PLC工程师”，能提高PLC技术！5.15.3修改接口参数……1535.15.4设置块的调用环境进行程序调试154任务14报警程序设计1565.16组织块…1565.16.1组织块的类型与优先级…1561575.16.3启动组织块…1575.16.4中新组织块1585.16.5错误组织块…1615.16.6组织块的启动信息………161任务15初始化程序设计1635.17模拟量处理…1635.17.1模拟量模块的接线…1635.17.2模拟量模块的参数设置…1685.17.3模拟量转换的数值表达方式…1735.17.4模拟量值的规范化…1745.17.5使用循环中断…177任务16模拟量采集程序设计178第6章上位监控系统设计…1796.1上位监控系统概述…1791796.1.2HM项目设计方法…1806.1.3西门子上位监控设备…1806.1.4 WinCC(TIA Protal)简介…1866.2建立一个WinCC Advanced项目…1866.2.1直接生成HM设备…1876.2.2使用HMI设备向导生成HMI设备…1886.2.3 WinCC Advanced项目组态界面…1916.3TP700 Comfort触摸屏的通信连接…1931936.3.2设置TP700 Comfort触摸屏通信参数…1946.3.3下载HM组态…199任务17建立自动灌装生产线监控项目及通信连接2016.4定义变量…201201201202任务18组态自动灌装生产线监控项目所需变量2076.5创建画面及画面管理…207关注微信公众号，获取更多学习资料！3"A一PLC工程师”，能提高PLC技术！6.5.】设计画面结构与布局…2076.5.2创建画面6.5.3画面管理…209任务19创建及管理自动灌装生产线上位监控画面2176.6组态监控画面6.6】组态初始画面…2176.6.2组态运行画面…6.63组态参数设置画面…240247任务20组态自动灌装生产线上位监控画面2506.7报警2502506.7.2组态报警…2546.7.3显示报警信息255任务21组态自动灌装生产线报警画面2586.8用户管理…2586.8.1用户管理的概念2582596.8.3用户管理的使用……261任务22组态自动灌装生产线用户管理画面2646.9 WinCC Advanced项目的仿真调试…2646.9.】HMI的离线仿真调试…2646.9.2HM1的在线仿真调试…266第7章网络通信…7.1S7-1500通信简介…2707.1.1通信接口2707.1,2通信服务…2717.2 PROFIBUS通信…2767.2.1 PROFIBUS的通信协议2767.2.2 PROFIBUS-DP的应用*****2777.2.3 PROFIBUS-DP网络的主站与从站…2777.2.4PR0 FIBUS-DP接口2797.2.5 PROFIBUS网络的参数分配…2797.2.6PR0FBUS网络诊新…2867.2.7等时同步模式的PROFIBUS网络…2887.3PR0 FINET通信…7.3.1PR0FNET简介2902937.3.3 PROFINET网络的参数分配…296关注微信公众号，获取更多学习资料！"A一PLC工程师”，能提高PLC技术！7.3.4PR0FNET网络诊断…3047.3.5连接其他总线系统…313任务23使用ET200SP实现自动灌装生产线项目3167.4开放式通信………3167.4.1开放式通信的协议…3167.4.2开放式通信的指令…377.4.3建立TCP、IS0-on-TCP、UDP和IS0协议的开放式通信…3I87.4.4建立Modbus TCP协议的开放式通信…3217.4.5通过电子邮件建立通信…3227.4.6通过TP建立通信…3227.4.7建立和终止开放式通信…3247.5S7-1500CPU与G120通信…3247.5.1 SINAMICS G120简介…3243287.5.3S7-1500与SINAMICS G120的PR0FNET通信*…335任务24实现S7-1500CPU与G120的通信…344第8章工艺功能……3458.1PD控制3458.1.1PID指令3458.1.2PID组态3488.1.3PD调试3518.2运动控制…3548.2.1运动控制简介3548.2.2运动控制举例357第9章系统诊断…3679.1系统诊断概述…3679.2系统诊断的显示…3679.2.1设备上的系统诊断显示…3689.2.2使用Portal软件(STEP7)3699.3通过用户程序进行系统诊断3729.3.1采用过程映像输入进行系统诊断…3729.3.2使用指令…3759.4轨迹和逻辑分析器功能…....377任务25自动灌装生产线项目故障检测379第10章S7-1500PLC的其他功能38010.1SCL编程语言…380380380任务26自动灌装生产线项目成品重量存储388关注微信公众号，获取更多学习资料！"A一PLC工程师”，能提高PLC技术！10.2 GRAPH与顺序控制38838810.2.2顺序控制程序块10.2.3 GRAPH函数块的程序编辑器10.2.4顺控器视图和单步视图……39110.2.5块接口及参数…39710.2.6 GRAPH程序设计…398任务27自动灌装生产线项目顺序控制40310.3基于Wb服务器的网页访问…40310.3.1Wb服务器功能的参数设置…40410.3.2Wb服务器的信息显示405任务28自动灌装生产线项目的网页访问………406附录自动灌装生产线项目参考程序…407任务6点动控制程序设计…407任务7模式选择、生产线运行和急停处理程序设计…408任务8自动灌装程序设计………410任务9计数统计程序设计412任务10复位统计数据程序设计413任务11故障处理程序设计414任务12数学运算程序设计418任务13使用数据块进行数据存储419422任务15初始化程序设计423任务16模拟量采集程序设计……425任务20组态自动灌装生产线上位监控画面425任务26自动灌装生产线项目成品重量存储428任务27自动灌装生产线项目顺序控制429参考文献…434X▣关注微信公众号，获取更多学习资料！将此页放大查看，左边扫码，或搜："A一PLC工程师”，能提高PLC技术！▣第1章S7-1500PLC系统概述1.1西门子工业自动化TIA简介工业自动化技术作为现代制造领域中最重要的技术之一，在机械制造、化工、冶金、电子、纺织、食品及建筑等领域的工业自动化系统中发挥着关键作用。无论是高速、大批量制造企业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化技术的应用。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它可提高生产效率、产品质量以及生产过程的安全性，减少生产过程的损耗。随着技术的发展，现代工业生产对工业自动化系统的可靠性、复杂性、功能的完善性、人机界面的友好性、数据分析、管理的快速性以及系统安装、调试、运行与维护的方便性，都提出了越来越高的需求。而传统的自动化系统以生产设备为核心，生产设备之间缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，已无法满足现代工业生产的诸多要求。1996年，西门子自动化与驱动集团提出了“全集成自动化”即TIA(Totally Integrated Automation)的概念，也就是用一种系统完成原来由多种系统搭配起来才能完成的所有功能。全集成自动化集统一性和开放性于一身。应用这种解决方案，可以大大简化系统的结构，减少了大量接口部件，可以克服上位机和工业控制器之间、连续控制和逻辑控制之间、集中与分散之间的界限。全集成自动化的统一性体现在使用统一的数据库管理、统一的组态和编程以及统一的通信。西门子各工业软件都是从一个全局共享的统一的数据库中获取数据。这种统一的数据库，统一数据管理机制，所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输人一次，不仅可以减少数据的重复输人，节约人力、财力，更重要的是，它还可以降低出错率，提高系统诊断效率，大大增强了系统的整体性和信息的准确性，从而为工厂的安全稳定运行提供技术保障。在全集成自动化中，所有的西门子工业软件都可以互相配合，实现了高度统一和高度集成，组态和编程工具只需从全部列表中选择相应的项，即可实现对控制器进行编程、组态HMⅡ，定义通信连接或实现动作控制等操作。全集成自动化还实现了从现场级、控制级到管理级协调一致的通信。全集成自动化的开放性体现在标准化开放式的系统结构。西门子产品上集成有以太网接口，使以太网进入现场级，从而实现元件自动化，并可连接所有类型的现场设备，也可连接支持Inter的办公系统和新型自动化系统。1.2可编程控制器基础1.2.1PLC概述PLC即可编程序控制器，最初缩写为PC(Programmable Controller),为与个人计算机相区别，缩写改为PLC(Programmable Logic Controller)。第一台PLC是美国数字设备公司于