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第1 章　PLC 概述 1
1.1 认识PLC 1
1.1.1 PLC 是什么 1
1.1.2 PLC 的发展历史 2
1.1.3 PLC 的应用范围 2
1.1.4 PLC 的分类与性能指标 3
1.1.5 国内外知名PLC 4
1.2 PLC 的结构和工作原理 5
1.2.1 PLC 的硬件组成 5
1.2.2 PLC 的工作原理 8
1.2.3 PLC 的发展趋势 10
1.3 自动化技术助推绿色发展 10
作业 11
第2 章　S7-1200 PLC 的硬件和软件系统 13
2.1 S7-1200 PLC 体系及CPU 模块的接线 13
2.1.1 西门子PLC 13
2.1.2 S7-1200 PLC 体系 14
2.1.3 S7-1200 PLC 的CPU 模块及接线 16
2.2 S7-1200 PLC 的数据类型与数据存储区 22
2.2.1 数据类型 22
2.2.2 S7-1200 PLC 的存储区 25
2.3 TIA Portal（博途）软件的安装与使用 28
2.3.1 TIA Portal（博途）软件 28
2.3.2 TIA Portal 软件的安装及注意事项 29
2.3.3 案例2-1：用离线组态法创建博途项目实现电动机的点动控制 30
2.3.4 案例2-2：用在线检测法创建博途项目实现电动机的点动控制 43
2.4 S7-1200 PLC 的扩展模块及接线 50
2.4.1 S7-1200 PLC 数字量扩展模块及接线 50
2.4.2 S7-1200 PLC 模拟量扩展模块及接线 52
2.4.3 S7-1200 PLC 通信模块 54
2.4.4 案例2-3：离心机控制系统设计 55
作业 59
第3 章　S7-1200 PLC 的指令应用 61
3.1 S7-1200 PLC 的编程基础 61
3.1.1 全局变量与区域变量 61
3.1.2　编程语言 62
3.2 位逻辑运算指令 62
3.2.1 触点、线圈指令及其相关逻辑 63
3.2.2 案例3-1：电动机起停控制 64
3.2.3 案例3-2：电动机多地起停控制 66
3.2.4 置位、复位、置位位域和复位位域指令 66
3.2.5 复位/ 置位触发器与置位/ 复位触发器指令 68
3.2.6 案例3-3：电动机正反转控制 68
3.2.7 上升沿和下降沿指令 70
3.2.8 案例3-4：电动机单键起停控制 72
3.3 定时器指令 74
3.3.1 通电延时定时器（TON） 75
3.3.2 案例3-5：输送带节能运行控制 76
3.3.3 案例3-6：“气炮”的运行控制 78
3.3.4 断电延时定时器（TOF） 79
3.3.5 案例3-7：鼓风机运行控制 80
3.3.6 时间累加器（TONR） 81
3.3.7 案例3-8：三级输送机运行控制 82
3.4 计数器指令 85
3.4.1 加计数器（CTU） 85
3.4.2 案例3-9：密码锁运行控制 86
3.4.3 减计数器（CTD） 87
3.5 移动操作指令、比较指令和转换指令 88
3.5.1 移动操作指令 88
3.5.2　案例3-10：电动机- △减压起动控制 89
3.5.3 比较指令 91
3.5.4 案例3-11：喷泉周期喷水控制 93
3.5.5　转换指令 95
3.5.6 案例3-12：温度监测和风机换新风节能系统控制 98
3.6 数学函数指令、移位和循环指令 101
3.6.1 数学函数指令 101
3.6.2 案例3-13：三档电加热炉的控制 106
3.6.3 移位和循环指令 107
3.6.4 案例3-14：节能彩灯花样变化控制 109
3.7 程序的调试与故障诊断 110
3.7.1 程序的调试 110
3.7.2 故障诊断 110
作业 111
第4 章　函数、函数块、数据块和组织块及其应用 116
4.1 块、函数和组织块 116
4.1.1　块的概述 116
4.1.2 函数（FC）及其应用 118
4.1.3 案例4-1：电动机正反转控制 120
4.1.4 组织块（OB）及其应用 122
4.1.5 案例4-2：数字滤波程序设计 127
4.2 数据块和函数块 129
4.2.1 数据块（DB）及其应用 129
4.2.2 案例4-3：数码管显示控制 133
4.2.3 函数块（FB） 135
4.2.4 案例4-4：风机软起动控制 136
4.2.5 案例4-5：十字路口交通灯控制 139
4.2.6 多重背景数据块 141
作业 143
第5 章　SCL 编程及PLC 程序设计方法 145
5.1 西门子PLC 的SCL 编程 145
5.1.1 SCL 编程 145
5.1.2 SCL 编辑器 146
5.1.3 SCL 编程基础 147
5.1.4 控制语句 149
5.1.5 案例5-1：用SCL 编写电动机起停控制程序 151
5.1.6 案例5-2：用SCL 编写英寸转换成毫米的程序 152
5.1.7 案例5-3：用SCL 编写鼓风机起停控制程序 153
5.1.8 案例5-4：用SCL 编写计算“字”中“1”的个数的程序 153
5.2 功能图 154
5.2.1 功能图的设计方法 154
5.2.2 功能图设计的注意点 159
5.3 PLC 逻辑控制程序的设计方法及其应用 160
5.3.1 经验设计法及其应用 160
5.3.2 功能图设计法及其应用 161
5.3.3 案例5-5：用“起保停”方法编写节能灯控制程序 162
5.3.4 案例5-6：用MOVE 指令编写节能灯控制程序 164
5.3.5 案例5-7：用SCL 语言编写节能灯控制程序 165
5.3.6 案例5-8：逻辑控制综合应用——搅拌机控制 170
5.3.7 案例5-9：用AI 软件生成PLC 程序 174
作业 176
第6 章　S7-1200 PLC 的工艺功能及其应用 178
6.1 S7-1200 PLC 的高速计数器及其应用 178
6.1.1 S7-1200 PLC 高速计数器的工作模式 178
6.1.2 S7-1200 PLC 高速计数器的硬件输入与寻址 180
6.1.3 案例6-1：光电编码器测量距离 183
6.1.4 案例6-2：光电编码器测量转速 186
6.2 S7-1200 PLC 的运动控制及其应用 188
6.2.1 步进驱动系统 188
6.2.2 S7-1200 PLC 运动控制指令 189
6.2.3 案例6-3：S7-1200 PLC 对步进驱动系统的速度控制 192
6.2.4 案例6-4：S7-1200 PLC 对步进驱动系统的位置控制 198
作业 202
第7 章　S7-1200 PLC 通信 204
7.1 PLC 通信基础 204
7.1.1 通信的基本概念 204
7.1.2 现场总线 206
7.1.3 案例7-1：建筑垃圾资源化处理生产线的通信方案（拓扑结构）设计 207
7.2 PROFINET IO 通信及其应用 209
7.2.1 PROFINET IO 通信 209
7.2.2 案例7-2：建筑垃圾资源化处理生产线中S7-1200/1500 PLC 与
ET200SP 的PROFINET IO 通信 210
7.3 Modbus-RTU 通信及其应用 216
7.3.1 Modbus 通信 216
7.3.2 Modbus 通信指令 216
7.3.3 案例7-3：建筑垃圾资源化处理生产线中S7-1200 PLC 与
智能仪表的Modbus-RTU 通信 218
7.4 S7 通信及其应用 222
7.4.1 S7 通信 222
7.4.2　S7 指令 222
7.4.3 案例7-4：建筑垃圾资源化处理生产线中S7-1500 PLC 与
S7-1200 PLC 的S7 通信 224
作业 229
参考文献 231