本书从PLC 编程基础入手，采用双色图解和全实例讲解的方式，全面介绍西门子S7-1200PLC 的编程及组态应用技术。主要内容包括PLC 编程入门，西门子S7-1200 PLC 的硬件系统，TIA 博途软件的使用，S7-1200 PLC 的基本指令和扩展指令及应用，S7-1200 PLC 的函数（FC）、函数块（FB） 和组织块（OB） 的编程，S7-1200 PLC 的顺序控制方式与编程实例，模拟量功能与PID 控制的使用，S7-1200 PLC 的通信。
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本书适合PLC 技术人员自学使用，也可作为职业院校电类相关专业的教材。
第1章 PLC 编程入门 001
1.1 概述 001
1.1.1 PLC 的定义 001
1.1.2 PLC 的分类 002
1.1.3 PLC 的特点 003
1.2 PLC 控制与继电器控制比较 003
1.2.1 继电器正转控制线路 003
1.2.2 PLC 正转控制线路 004
1.2.3 PLC 控制、继电器控制和单片机控制的比较 005
1.3 PLC 的组成与工作原理 006
1.3.1 PLC 的组成 006
1.3.2 PLC 内部组成 006
1.3.3 PLC 的工作方式010
1.4 PLC 的编程语言 011
1.4.1 梯形图（LAD） 011
1.4.2 功能块图（FBD）012
1.4.3 指令语句表（STL）012
1.5 S7-1200 PLC 应用系统开发流程与实例 012
1.5.1 PLC 应用系统开发的一般流程012
1.5.2 PLC 控制电动机正反转的开发实例013
第2章 西门子S7-1200 PLC 的硬件与存储区 017
2.1 CPU 模块与扩展单元017
2.1.1 CPU 模块的外形与面板组件018
2.1.2 各型号CPU 模块的比较与技术规范018
2.1.3 CPU 模块的接线 020
2.1.4 S7-1200 的扩展单元 022
2.2 数制、数据类型与存储区 023
2.2.1 数制 023
2.2.2 数据类型 025
2.2.3 I、Q、M、DB 存储区 029
2.2.4 存储区地址的表示方法 030
第3章 TIA 博途软件的使用032
3.1 TIA 博途软件的安装 032
3.1.1 STEP7 编程软件的安装 032
3.1.2 PLCSIM 仿真软件的安装 034
3.1.3 软件的启动 036
3.1.4 TIA 博途软件窗口组件 037
3.2 组态设备与编写下载程序 038
3.2.1 创建项目与组态设备 038
3.2.2 编写PLC 程序 040
3.2.3 编译程序 046
3.2.4 下载程序 047
3.3 在线监视调试程序 049
3.3.1 进入在线监视模式 049
3.3.2 在梯形图中监视调试程序 049
3.3.3 用监控表监视调试程序 052
3.3.4 用强制表监视调试程序 054
3.4 用PLCSIM 软件仿真调试程序 057
3.4.1 启动仿真器并下载程序 057
3.4.2 在SIM 表添加程序中的变量（元件） 059
3.4.3 仿真操作监视程序中的变量 060
第4章 西门子S7-1200 PLC 的基本指令及应用062
4.1 位逻辑运算指令 062
4.1.1 常开/ 常闭触点、取反和线圈指令 062
4.1.2 复位、置位指令 063
4.1.3 边沿指令 064
4.2 定时器指令 066
4.2.1 TP（脉冲定时器） 指令 066
4.2.2 TON（接通延时定时器） 指令 069
4.2.3 TOF（关断延时定时器） 指令 070
4.2.4 TONR（时间累加器） 指令071
4.2.5 RT（复位定时器） 和PT（加载持续时间） 指令 072
4.3 计数器指令 073
4.3.1 CTU（加计数） 指令 073
4.3.2 CTD（减计数） 指令 074
4.3.3 CTUD（加减计数） 指令 075
4.4 比较指令 076
4.4.1 两个数大小比较触点指令 076
4.4.2 值范围比较指令 076
4.4.3 有效性和无效性检查触点指令 078
4.5 数学函数指令 078
4.5.1 加、减、乘、除指令 078
4.5.2 取余、取反、递增、递减和计算绝对值指令 079
4.5.3 取最小值、最大值和设置限值指令 080
4.5.4 计算平方、平方根、自然对数和指数指令081
4.5.5 计算正弦、余弦、正切和反正弦、反余弦、反正切指令081
4.5.6 返回小数和取幂指令 082
4.6 移动指令 0834.6.1 移动值、存储区移动和非中断存储区移动指令 083
4.6.2 存储区填充和非中断的存储区填充指令 085
4.6.3 交换指令 085
4.7 转换指令 086
4.7.1 转换值、取整和截尾取整指令 086
4.7.2 浮点数向上取整和浮点数向下取整指令 086
4.7.3 标定（缩放） 和标准化指令 087
4.8 程序控制指令 088
4.8.1 跳转和跳转标签指令 088
4.8.2 定义跳转列表、跳转分支（分配器） 和返回指令 089
4.9 字逻辑运算指令 090
4.9.1 与、或、非和异或指令 090
4.9.2 解码与编码指令091
4.9.3 选择、多路复用和多路分用指令091
4.10 移位和循环移位指令 092
4.10.1 移位指令 092
4.10.2 循环移位指令 093
第5章 西门子S7-1200 PLC 基本指令应用实例 094
5.1 常用PLC 控制线路与程序 094
5.1.1 启动、自锁和停止控制电动机的线路与程序 094
5.1.2 单人多地和多人多地启/ 停控制电动机的线路与程序 096
5.1.3 星形- 三角形启动电动机的线路与程序 097
5.1.4 电动机过载声光报警的线路与程序 098
5.1.5 电动机延时启/ 停控制的线路与程序100
5.1.6 两台电动机先后启/ 停控制的线路与程序 101
5.1.7 定时器与计数器组合长定时控制电动机的线路与程序102
5.1.8 灯闪烁控制的线路与程序103
5.2 基本指令应用实例一：PLC 控制喷泉104
5.2.1 控制功能104
5.2.2 PLC 使用的IO 端子与外接设备105
5.2.3 PLC 控制线路105
5.2.4 PLC 程序及详细说明105
5.3 基本指令应用实例二：PLC 控制交通信号灯108
5.3.1 控制功能108
5.3.2 PLC 使用的IO 端子与外接设备108
5.3.3 PLC 控制线路109
5.3.4 PLC 程序及详细说明109
5.4 基本指令应用实例三：PLC 控制多级传送带112
5.4.1 控制功能 112
5.4.2 PLC 使用的IO 端子与外接设备 113
5.4.3 PLC 控制线路 113
5.4.4 PLC 程序及详细说明 113
第6章 西门子S7-1200 PLC 的FC、FB 和OB 编程116
6.1 编程方式与块结构 116
6.1.1 线性化、模块化和结构化编程方式 116
6.1.2 用户程序的块结构 117
6.2 FC（函数） 编程 118
6.2.1 不带参数传递的FC 编程举例 119
6.2.2 带参数传递的FC 编程举例120
6.3 FB（函数块） 编程122
6.3.1 FB 使用一个背景DB 的编程举例123
6.3.2 FB 使用多个背景DB 的编程举例126
6.3.3 FB 使用多重背景DB 的编程举例129
6.4 中断与OB（组织块） 编程132
6.4.1 中断与组织块132
6.4.2 程序循环OB 的使用与编程举例135
6.4.3 启动OB 的使用与编程举例135
6.4.4 循环中断OB 的使用与编程举例136
6.4.5 时间中断OB 的使用与编程举例139
6.4.6 延时中断OB 的使用与编程举例142
6.4.7 硬件中断OB 的使用与编程举例144
第7章 西门子S7-1200 PLC 的顺序控制方式与编程实例 149
7.1 S7-1200 PLC 三种顺序控制方式及编程149
7.1.1 顺序控制与顺序功能图149
7.1.2 单序列顺序控制方式及编程150
7.1.3 选择序列顺序控制方式及编程152
7.1.4 并行序列顺序控制方式及编程153
7.2 单序列顺序控制编程实例：PLC 控制两种液体混合装置154
7.2.1 控制功能154
7.2.2 PLC 使用的IO 端子与外接设备154
7.2.3 PLC 控制线路155
7.2.4 顺序控制功能图155
7.2.5 PLC 控制程序及说明156
7.3 选择序列顺序控制编程实例：PLC 控制大小铁球分拣机158
7.3.1 控制功能158
7.3.2 PLC 使用的IO 端子与外接设备158
7.3.3 PLC 控制线路159
7.3.4 顺序控制功能图160
7.3.5 PLC 控制程序及说明160
7.4 并行序列顺序控制编程实例：PLC 控制剪板机163
7.4.1 控制功能163
7.4.2 PLC 使用的IO 端子与外接设备164
7.4.3 PLC 控制线路164
7.4.4 顺序控制功能图165
7.4.5 PLC 控制程序及说明165
第8章 西门子S7-1200 PLC 的扩展指令及应用 168
8.1 日期和时间指令168
8.1.1 转换时间并提取指令168
8.1.2 时间相加和时间相减指令169
8.1.3 时差和组合时间指令170
8.1.4 设置时间和读取时间指令 171
8.1.5 读取本地时间和写入本地时间指令172
8.1.6 运行时间定时器指令173
8.2 字符和字符串指令174
8.2.1 字符与字符串数据类型174
8.2.2 移动字符串和转换字符串指令175
8.2.3 字符串与数字值相互转换指令177
8.2.4 字符串与字符相互转换指令178
8.2.5 确定（查询） 字符串长度指令180
8.2.6 ASCII 字符串与十六进制数相互转换指令 181
8.2.7 合并字符串和删除字符串中的字符指令182
8.2.8 读取字符串左边、右边和中间字符指令183
8.2.9 在字符串中插入、查找和替换字符指令185
8.3 PTO/PWM 脉冲发生器与脉冲输出指令186
8.3.1 PTO/PWM 脉冲发生器与脉冲输出端分配186
8.3.2 脉宽调制指令（CTRL_PWM） 说明187
8.3.3 在STEP7 软件中配置PTO/PWM 脉冲发生器 188
8.3.4 PWM 脉冲的产生与更改占空比编程举例189
8.4 高速计数器及指令190
8.4.1 高速计数器的工作模式 191
8.4.2 高速计数器分配的输入端子193
8.4.3 高速计数器的配置195
8.4.4 高速计数器指令说明及使用举例198
第9章 西门子S7-1200 PLC 的模拟量功能与PID 控制205
9.1 模拟量输入功能 206
9.1.1 模拟量输入信号板/ 模块的接线和技术规范 206
9.1.2 输入模拟量与对应转换得到的数字量 208
9.1.3 模拟量输入模块的配置 209
9.1.4 模拟量输入功能的使用举例 211
9.2 模拟量输出功能212
9.2.1 模拟量输出信号板/ 模块的接线和技术规范212
9.2.2 数字量与数/ 模转换输出的模拟量214
9.2.3 模拟量输出模块的配置215
9.2.4 模拟量输出功能的使用举例217
9.3 PID 控制器的结构原理、指令与配置218
9.3.1 PID 控制原理218
9.3.2 PID_Compact 指令（通用PID 控制器）219
9.3.3 PID_Compact 控制器的组成及说明221
9.3.4 PID 控制器的配置221
9.4 PID 控制应用实例：恒压供水系统 224
9.4.1 恒压二次供水系统的组成 224
9.4.2 恒压供水的PLC 控制线路与程序 225
9.4.3 模拟量输入、模拟量输出模块和PID 控制器的配置 227
9.4.4 程序的运行监视 229
9.4.5 PID 控制器的调试 230
第10章 西门子S7-1200 PLC 的通信233
10.1 通信基础知识 233
10.1.1 通信方式 233
10.1.2 通信传输介质 236
10.1.3 S7-1200 支持的通信与使用的接口 237
10.2 两台S7-1200 PLC 的以太网通信实例 237
10.2.1 S7-1200 CPU 以太网连接的设备类型与支持的通信协议 237
10.2.2 IP 地址的设置 237
10.2.3 以太网通信指令 239
10.2.4 两台S7-1200 PLC 开放式用户通信实例 242
10.3 S7-1200 PLC 与S7-200 SMART PLC 基于S7 协议的以太网通信实例 252
10.3.1 GET/PUT（远程读/ 写） 指令介绍 252
10.3.2 通信要求与硬件接线 253
10.3.3 创建项目 253
10.3.4 添加子网创建S7 通信连接 254
10.3.5 配置S7 通信连接 256
10.3.6 创建接收和发送数据块 257
10.3.7 用GET 和PUT 指令为S7-1200 PLC 编写通信程序 258
10.3.8 配置S7-200 SMART PLC 的IP 地址并编写有关程序 260
10.3.9 计算机、S7-1200 PLC、S7-200 SMART PLC 三者的硬件连接与在线监视调试261
10.4 远程分布式I/O 设备与PLC 通信实例 264
10.4.1 分布式I/O 设备与S7-1200 CPU 模块通信实例 264
10.4.2 分布式I/O 智能设备与S7-1200 CPU 模块通信实例 268
附录 CPU1215C 技术规范272
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