TIA博途軟件與S7-1200/1500 PLC應用詳解 ( 簡體 字) |
| 作者：張碩 | 類別：1. -> 電子工程 -> PLC |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 46299
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NT售價： 345 元 |
| 出版日：2/1/2017 |
| 頁數：336 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121309038 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：2010年，西門子公司發布了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，西門子公司又推出了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。這一套新產品的問世，標志著全集成自動化概念的成熟，代表了自動化技術的未來。
自新產品問世以來，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線的工程師，筆者明顯感到這股強勁的趨勢。為了跟上時代的潮流，我于2015年年中參加了西門子公司TIA博途軟件和S7-1200/1500 PLC的培訓，又在今年年初遠赴北美，參與了一套AGV設備的調試，親自嘗試并體驗了TIA博途軟件和S7-1500 PLC在實戰中的效果。而在國內，也正是這套新產品高速普及的時期，我希望在這個時候可以貢獻我的力量。出于這個簡單的目的，我耗費了近一年的業余時間，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，直到新產品的應用，而后者可能只希望快速了解新產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。對于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，并在內容上可以較好地銜接并過渡到第3篇。而對于有西門子PLC使用經驗的讀者，則可以直接閱覽第3篇的內容，快速掌握新產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線的工程師，對于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出實用的特點。首先，在產品功能闡述中，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產品手冊中圖表數據的內容。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。最后需要說明的是，本書中的軟件截圖界面均使用了英文版的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，對于這些截圖中的英文都給出了筆者的翻譯。這些翻譯與中文版的TIA博途軟件不見得一致。但總的來看，筆者的翻譯比軟件中文版要更加嚴謹。因為鑒于軟件界面的限制，軟件漢化過程中的翻譯可能無法做得過于嚴謹。筆者在自動化系統集成的崗位工作幾年之后，深深感到閱讀和理解各種產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面截圖中或多或少地了解一些PLC技術相關的英文專有名詞，或許對大家在閱讀產品手冊時有一定幫助。
本書第4篇總結了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”，我堅信沒有什么是用語言表達不了的，包括經驗。筆者的編程和調試經驗并不算豐富，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啟發，向他們展示一種編程的思路。對于老工程師來說，那算是獻丑了。
在本書的編寫過程中，電子工業出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，首先對他們表示由衷的感謝。同時，也得到了很多親朋好友的鼓勵和幫助，在此表示中心感謝。
由于作者水平有限，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。任何批評指正請發至如下郵箱：cyberneticist@126.com 。最后需要對本人的郵箱做一個解釋，“Cyberneticist”取自“Cybernetics”一詞，是著名科學家諾伯特? 維納（Norbert Wiener）所著《控制論》一書時使用的單詞。加入表示“專家”意思的后綴“ist”，變成了“Cyberneticist”一詞。還是在我上學的時候，當時以成為一名控制論專家為目標和理想，便申請了這個郵箱。現在反思自己，距離理想還很遙遠，還需繼續努力。在這里曬出這個郵箱，實在是太過獻丑了。
張 碩
2016年11月7日于北京 |
內容簡介：本書全面介紹了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產品；接著通過電氣技術發展的歷史脈絡闡述PLC有關的基本知識和基本概念；然后詳盡介紹在TIA博途軟件和S7-1200/1500 PLC下各部分基本功能的使用方法；最后，總結一般工控程序的編寫方法和技巧，并簡要介紹PLC技術在“工業4.0”和“智能制造”背景下的地位和方向。 對于初學PLC的人員，可以通過前2篇輕松理解PLC相關的基礎知識，并直接對接TIA博途軟件下的各種應用，而對于有S7-300/400 PLC使用經驗的讀者，可以在通讀第1篇的整體產品介紹后，直接跳到第3篇，快速上手新軟件、新設備。 |
目錄：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產品體系簡介 4
1.3 S7-1200/1500介紹 5
1.3.1 S7-1200/1500在SIMATIC S7體系中的位置 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 電氣控制基礎 12
2.1 常用的電氣控制元件 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 電氣控制系統簡單實例 18
第3章 PLC控制基礎 20
3.1 從繼電器（接觸器）到PLC控制 20
3.2 PLC的硬件結構 21
3.3 PLC程序運行原理 23
3.3.1 程序循環機制 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 現場總線與分布式IO簡介 39
3.4.1 PROFIbus 現場總線簡介 40
3.4.2 PROFInet 現場總線簡介 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 脈沖定時器（S_PULSE） 50
4.3.2 擴展脈沖定時器（S_PEXT） 52
4.3.3 延遲輸出定時器（S_ODT） 54
4.3.4 帶記憶的延遲輸出定時器（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 向上計數器 57
4.4.2 向下計數器（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 軟件中的幫助系統和撤銷功能 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 各部分窗口的配合與軟件的使用思路 75
第6章 硬件操作 77
6.1 硬件組態和在線設置概述 77
6.2 在線設置 78
6.2.1接口（Interface）的設置 78
6.2.2 對硬件模塊的在線設置 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 模擬量輸入與輸出模塊的配置和使用 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 程序塊的在線、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 程序編輯界面的基本操作 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的啟動 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 變量表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機制 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 系統常量 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）系列功能 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征 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 “使能輸出端”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 程序控制指令 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 監控變量和強制IO 194
9.2.1 監控變量 194
9.2.2 強制IO 198
9.3 查看資源分配列表 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 離線與在線的比較 204
9.6.1 離線與在線的比較功能實操 204
9.6.2 對不一致程序塊的處理 206
9.6.3 對程序細節的離線與在線的比較 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出 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的在線診斷 215
10.3 PLC的程序診斷 219
10.3.1 基于指令的診斷 220
10.3.2 基于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 畫面與控件 237
11.3.1 畫面的設計與管理 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語言中的控制結構 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 組建一個控制系統 296
14.2 輸入、狀態、輸出三層級的編程與分析方法 297
14.2.1 方法概述 297
14.2.2 舉升機控制實例之狀態變量的創建 297
14.2.3 舉升機控制實例之狀態變量的定義 299
14.2.4 舉升機控制實例之狀態變量決定輸出 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表指令 310
15.2 源文件操作 315
第16章 展望“工業4.0”與《中國制造2025》下的PLC技術 318 |
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