本書全面系統地介紹了TIA博途軟件與西門子S7-1500 PLC編程的基礎知識和應用案例。全書內容包括西門子S7-1500 PLC的常用模塊、TIA博途軟件V15的安裝與使用、 S7-1500 PLC硬件設備組態、S7-1500 PLC編程基礎、S7-1500 PLC的常用指令及應用、S7-1500 PLC的程序塊、S7-1500 PLC的程序調試、S7-1500 PLC的通信及應用、西門子PLC的SCL編程語言、西門子PLC的GRAPH編程、西門子人機界面（HMI）應用、S7-1500 PLC的故障診斷功能、TIA博途軟件的庫功能和世界技能大賽工業控制項目案例分析。
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本書可供學習PLC編程的工程技術人員使用，也可供大中專院校及職業院校相關專業的師生學習使用。
第1章 西門子S7-1500 PLC的常用模塊 /001
1.1 西門子S7-1500 PLC CPU模塊 /001
1.1.1 S7-1500 PLC中CPU模塊簡介 /001
1.1.2 CPU 1516F-3 PN/DP模塊 /010
1.1.3 CPU模塊中的存儲器 /018
1.1.4 緊湊型CPU 1511C-1 PN模塊 /021
1.2 西門子S7-1500 PLC電源模塊 /029
1.2.1 負載電源（PM） /029
1.2.2 系統電源（PS） /031
1.3 西門子S7-1500 PLC信號模塊 /033
1.3.1 數字量輸入模塊 /034
1.3.2 數字量輸出模塊 /037
1.3.3 數字量輸入/輸出模塊 /040
1.3.4 模擬量輸入模塊 /041
1.3.5 模擬量輸出模塊 /046
1.3.6 模擬量輸入／輸出模塊 /047
1.4 西門子S7-1500 PLC通信模塊 /049
1.4.1 點對點通信模塊 /049
1.4.2 PROFIBUS通信模塊 /050
1.4.3 PROFINET/ETHERNET通信模塊 /051
1.5 西門子S7-1500 PLC工藝模塊 /052
1.5.1 高速計數器模塊 /052
1.5.2 基于時間的I/O模塊 /056
1.5.3 PTO工藝模塊 /060
1.6 西門子S7-1500 PLC分布式模塊 /061
1.6.1 ET 200SP分布式模塊 /061
1.6.2 ET 200MP分布式模塊 /074
第2章 TIA博途軟件V15的安裝與使用 /075
2.1 TIA博途軟件V15的安裝 /075
2.1.1 TIA博途軟件介紹 /075
2.1.2 TIA博途軟件的安裝條件 /077
2.1.3 TIA博途軟件的安裝步驟及注意事項 /078
2.1.4 TIA博途軟件的卸載步驟 /087
2.2 S7-PLCSIM V15仿真軟件的安裝 /089
2.3 TIA博途軟件的使用入門 /096
2.3.1 編程軟件界面 /096
2.3.2 TIA Portal的基本設定 /098
2.3.3 創建新項目 /099
2.3.4 添加新設備 /100
2.3.5 項目保存與刪除 /103
2.3.6 程序的編輯 /103
2.3.7 下載與上傳 /106
2.3.8 打印與歸檔 /109
第3章 西門子S7-1500 PLC硬件設備組態 /116
3.1 配置一個西門子S7-1500 PLC站點 /116
3.1.1 添加一個S7-1500 PLC新設備 /116
3.1.2 配置S7-1500 PLC硬件模塊 /118
3.1.3 使用硬件檢測功能配置S7-1500的中央機架 /122
3.2 CPU模塊的參數設置 /122
3.2.1 常規 /123
3.2.2 Fail-Safe（故障安全） /124
3.2.3 PROFINET接口［X1］與[X2] /125
3.2.4 DP接口［X3］ /130
3.2.5 啟動 /132
3.2.6 循環 /133
3.2.7 通信負載 /133
3.2.8 系統和時鐘存儲器 /134
3.2.9 SIMATIC 存儲卡 /135
3.2.10 系統診斷 /135
3.2.11 PLC報警 /136
3.2.12 Web服務器 /136
3.2.13 顯示 /138
3.2.14 支持多語言 /140
3.2.15 時間 /141
3.2.16 防護與安全 /141
3.2.17 系統電源 /143
3.2.18 組態控制 /143
3.2.19 連接資源 /144
3.2.20 地址總覽 /144
3.3 SIMATIC S7-1500 PLC I/O模塊參數 /144
3.3.1 數字量輸入模塊參數設置 /144
3.3.2 數字量輸出模塊參數設置 /153
3.3.3 模擬量輸入模塊參數設置 /155
3.3.4 模擬量輸出模塊參數設置 /159
3.4 配置分布式I/O站點 /161
3.4.1 配置PROFINET分布式I/O設備 /161
3.4.2 使用I/O硬件檢測功能自動配置I/O設備 /163
3.4.3 分布式I/O設備參數設置 /164
3.4.4 配置PROFIBUS分布式I/O設備 /168
3.5 硬件組態實例 /170
第4章 西門子S7-1500 PLC編程基礎 /181
4.1 PLC中常用數制及轉換 /181
4.1.1 常用數制 /181
4.1.2 數制轉換 /182
4.2 西門子S7-1500 PLC的數據類型 /183
4.2.1 基本數據類型 /183
4.2.2 復合數據類型 /188
4.2.3 PLC數據類型 /190
4.2.4 參數數據類型 /192
4.2.5 系統數據類型 /192
4.2.6 硬件數據類型 /194
4.3 西門子S7-1500 PLC的編程語言 /195
4.4 西門子S7-1500 PLC的地址區 /197
4.4.1 CPU地址區的劃分及尋址方法 /197
4.4.2 全局變量與局部變量 /203
4.4.3 全局常量與局部常量 /203
4.5 變量表、監控表與強制表 /204
4.5.1 變量表 /204
4.5.2 監控表與強制表 /207
第5章 西門子S7-1500 PLC的常用指令及應用 /211
5.1 基本指令 /211
5.1.1 位邏輯運算指令 /211
5.1.2 定時器指令 /226
5.1.3 計數器指令 /234
5.1.4 比較指令 /239
5.1.5 數學函數指令 /248
5.1.6 移動操作指令 /272
5.1.7 轉換指令 /277
5.1.8 程序控制操作指令 /284
5.1.9 字邏輯運算指令 /289
5.1.10 移位和循環移位指令 /299
5.2 擴展指令 /305
5.2.1 日期與時間指令 /305
5.2.2 字符串與字符指令 /324
5.3 西門子S7-1500 PLC基本應用實例 /342
5.3.1 電動機正反轉控制 /342
5.3.2 三臺電動機的順序控制 /347
5.3.3 電動機星三角降壓啟動控制 /351
5.3.4 運料小車的PLC控制 /355
5.3.5 液體混合裝置的PLC控制 /359
5.3.6 自動生產線的物料分揀PLC控制 /364
第6章 西門子S7-1500 PLC的程序塊 /369
6.1 程序塊的概述 /369
6.1.1 用戶程序塊的介紹 /369
6.1.2 塊的結構 /370
6.2 組織塊(OB) /371
6.2.1 組織塊(OB)簡介 /371
6.2.2 程序循環組織塊（主程序）的應用 /372
6.2.3 循環中斷組織塊及應用 /376
6.2.4 時間中斷組織塊 /383
6.2.5 延時中斷組織塊 /387
6.2.6 硬件中斷組織塊 /389
6.3 函數（FC） /391
6.3.1 函數（FC）簡介 /391
6.3.2 函數（FC）的應用 /393
6.4 函數塊（FB） /397
6.4.1 函數塊（FB）與背景數據塊（DB）簡介 /397
6.4.2 函數塊（FB）的應用 /398
6.4.3 多重背景及應用 /402
6.5 數據塊（DB） /408
6.5.1 數據塊（DB）簡介 /408
6.5.2 數據塊(DB)的應用 /410
6.6 PLC定義數據類型（UDT） /411
6.6.1 UDT簡介 /411
6.6.2 UDT的應用 /412
第7章 西門子S7-1500 PLC的程序調試 /415
7.1 程序信息 /415
7.1.1 調用結構 /415
7.1.2 從屬性結構 /416
7.1.3 分配列表 /416
7.1.4 資源 /417
7.2 交叉引用 /417
7.2.1 交叉引用的概述 /417
7.2.2 交叉引用的使用 /418
7.3 比較功能 /419
7.3.1 離線/離線比較 /421
7.3.2 離線/在線比較 /423
7.4 使用變量監控與強制表進行調試 /425
7.4.1 使用監控表調試 /425
7.4.2 使用強制表調試 /427
7.5 使用S7-PLCSIM仿真軟件進行調試 /429
7.5.1 S7- PLCSIM的簡介 /429
7.5.2 S7-PLCSIM仿真軟件的應用 /431
7.6 使用Trace變量跟蹤 /438
7.6.1 配置Trace /438
7.6.2 Trace的應用 /440
第8章 西門子S7-1500 PLC的通信及應用 /443
8.1 工業以太網與PROFINET /443
8.1.1 工業以太網通信基礎 /443
8.1.2 工業以太網支持的通信服務 /444
8.2 西門子S7-1500 PLC的OUC通信 /445
8.2.1 S7-1500 PLC的OUC通信概述 /445
8.2.2 OUC通信指令 /446
8.2.3 OUC通信實例 /448
8.3 西門子S7-1500 PLC的S7通信 /468
8.3.1 S7-1500 PLC的S7通信概述 /468
8.3.2 S7通信指令 /469
8.3.3 S7通信實例 /472
8.4 西門子S7-1500 PLC的路由通信 /479
8.4.1 S7-1500 PLC的路由通信概述 /479
8.4.2 S7路由通信實例 /481
8.5 西門子S7-1500 PLC的PROFINET I/O通信 /484
8.5.1 PROFINET I/O通信概述 /484
8.5.2 PROFINET I/O通信實例 /484
8.6 西門子S7-1500 PLC的PROFIBUS通信 /493
8.6.1 PROFIBUS通信概述 /493
8.6.2 PROFIBUS DP通信實例 /500
第9章 西門子PLC的SCL編程語言 /511
9.1 SCL編程語言簡介 /511
9.1.1 SCL編程語言的特點 /511
9.1.2 SCL編輯界面 /511
9.1.3 SCL指令輸入方法與規則 /511
9.2 SCL編程語言中基本指令 /513
9.2.1 賦值指令 /513
9.2.2 數學運算指令 /515
9.2.3 “指令”任務卡中的指令 /515
9.2.4 程序控制指令 /518
9.3 SCL編程實例 /529
9.3.1 啟保停電路 /529
9.3.2 定時器指令應用 /531
9.3.3 函數塊中的SCL編程 /532
第10章 西門子PLC的GRAPH編程 /534
10.1 S7-GRAPH編程語言概述 /534
10.1.1 S7-GRAPH的程序構成 /534
10.1.2 S7-GRAPH編程器 /535
10.2 順序控制器（順控器） /539
10.2.1 順序控制器執行原則 /539
10.2.2 順序控制程序結構 /539
10.2.3 步的構成與編程 /540
10.2.4 單步編程 /544
10.3 S7-GRAPH編程應用 /547
10.3.1 單流程結構的編程實例 /547
10.3.2 選擇性分支流程結構的編程實例 /549
10.3.3 并行分支流程結構的編程實例 /552
第11章 西門子人機界面（HMI）應用 /555
11.1 人機界面基本知識 /555
11.1.1 觸摸屏簡介 /555
11.1.2 認識西門子常用觸摸屏 /556
11.1.3 創建HMI監控界面工作流程 /560
11.1.4 觸摸屏、PLC與電腦之間的通信硬件連接 /560
11.1.5 觸摸屏與PLC 之間的通信設置 /561
11.1.6 HMI組態項目下載 /567
11.1.7 HMI變量 /571
11.2 簡單畫面組態 /572
11.2.1 按鈕與指示燈組態 /573
11.2.2 開關組態 /581
11.2.3 I/O域組態 /585
11.2.4 符號I/O域組態 /587
11.2.5 符號庫的使用 /590
11.2.6 畫面切換 /591
11.2.7 日期/時間域和時鐘的組態 /596
11.2.8 棒圖組態 /597
11.2.9 量表組態 /601
11.3 報警組態 /602
11.3.1 報警類型與報警組態步驟 /602
11.3.2 組態離散量報警 /605
11.3.3 組態模擬量報警 /607
11.4 用戶管理 /610
11.4.1 用戶管理的基本概念 /610
11.4.2 用戶管理的組態 /611
11.4.3 計劃任務 /614
11.5 HMI與PLC的基本應用 /621
11.5.1 HMI與PLC控制電動機運轉 /621
11.5.2 HMI與PLC控制十字路口交通燈 /628
第12章 西門子S7-1500 PLC的故障診斷功能 /636
12.1 PLC故障診斷概述 /636
12.2 西門子S7-1500 PLC診斷功能介紹 /637
12.2.1 通過LED狀態指示燈實現診斷 /637
12.2.2 通過S7-1500 PLC CPU自帶的顯示屏實現診斷 /639
12.2.3 通過TIA博途軟件查看診斷信息 /639
12.2.4 通過I/O模塊自帶診斷功能進行診斷 /643
12.2.5 通過S7-1500 PLC的Web服務器查看診斷 /643
12.2.6 在HMI上通過調用系統診斷控件實現診斷 /648
12.2.7 通過用戶自定義報警診斷程序實現診斷 /650
12.2.8 通過模塊的值狀態功能進行診斷 /653
12.2.9 通過編寫程序實現診斷 /654
第13章 TIA博途軟件的庫功能 /663
13.1 庫的概述 /663
13.2 項目庫的應用 /665
13.2.1 項目庫類型的應用 /665
13.2.2 項目庫主模板的應用 /668
13.3 全局庫的應用 /669
第14章 世界技能大賽工業控制項目案例分析 /671
14.1 世界技能大賽工業控制項目簡介 /671
14.2 設備安裝與接線 /674
14.3 設備組態 /687
14.4 HMI畫面制作 /698
14.5 編寫PLC程序 /705
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