TIA 博途軟件與西門子 S7-1500：PLC 編程從零基礎到項目實戰

第1章 西門子S7-1500 PLC的常用模組 /001
1.1 西門子S7-1500 PLC CPU模組 /001
1.1.1 S7-1500 PLC中CPU模組簡介 /001
1.1.2 CPU 1516F-3 PN/DP模組 /010
1.1.3 CPU模組中的記憶體 /018
1.1.4 緊湊型CPU 1511C-1 PN模組 /021
1.2 西門子S7-1500 PLC電源模組 /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信號模組 /033
1.3.1 數位量輸入模組 /034
1.3.2 數位量輸出模組 /037
1.3.3 數位量輸入/輸出模組 /040
1.3.4 類比量輸入模組 /041
1.3.5 類比量輸出模組 /046
1.3.6 類比量輸入／輸出模組 /047
1.4 西門子S7-1500 PLC通信模組 /049
1.4.1 點對點通信模組 /049
1.4.2 PROFIBUS通信模組 /050
1.4.3 PROFINET/ETHERNET通信模組 /051
1.5 西門子S7-1500 PLC工藝模組 /052
1.5.1 高速計數器模組 /052
1.5.2 基於時間的I/O模組 /056
1.5.3 PTO工藝模組 /060
1.6 西門子S7-1500 PLC分散式模組 /061
1.6.1 ET 200SP分散式模組 /061
1.6.2 ET 200MP分散式模組 /074

第2章 TIA博途軟體V15的安裝與使用 /075
2.1 TIA博途軟體V15的安裝 /075
2.1.1 TIA博途軟體介紹 /075
2.1.2 TIA博途軟體的安裝條件 /077
2.1.3 TIA博途軟體的安裝步驟及注意事項 /078
2.1.4 TIA博途軟體的卸載步驟 /087
2.2 S7-PLCSIM V15模擬軟體的安裝 /089
2.3 TIA博途軟體的使用入門 /096
2.3.1 程式設計軟體介面 /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 專案保存與刪除 /103
2.3.6 程式的編輯 /103
2.3.7 下載與上傳 /106
2.3.8 列印與歸檔 /109

第3章 西門子S7-1500 PLC硬體設備組態 /116
3.1 配置一個西門子S7-1500 PLC網站 /116
3.1.1 添加一個S7-1500 PLC新設備 /116
3.1.2 配置S7-1500 PLC硬體模組 /118
3.1.3 使用硬體檢測功能配置S7-1500的中央機架 /122
3.2 CPU模組的參數設置 /122
3.2.1 常規 /123
3.2.2 Fail-Safe（故障安全） /124
3.2.3 PROFINET介面［X1］與[X2] /125
3.2.4 DP介面［X3］ /130
3.2.5 啟動 /132
3.2.6 迴圈 /133
3.2.7 通信負載 /133
3.2.8 系統和時鐘記憶體 /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伺服器 /136
3.2.13 顯示 /138
3.2.14 支援多語言 /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模組參數 /144
3.3.1 數位量輸入模組參數設置 /144
3.3.2 數位量輸出模組參數設置 /153
3.3.3 類比量輸入模組參數設置 /155
3.3.4 類比量輸出模組參數設置 /159
3.4 配置分散式I/O網站 /161
3.4.1 配置PROFINET分散式I/O設備 /161
3.4.2 使用I/O硬體檢測功能自動配置I/O設備 /163
3.4.3 分散式I/O設備參數設置 /164
3.4.4 配置PROFIBUS分散式I/O設備 /168
3.5 硬體組態實例 /170

第4章 西門子S7-1500 PLC程式設計基礎 /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的資料類型 /183
4.2.1 基底資料型別 /183
4.2.2複合資料類型 /188
4.2.3PLC資料類型 /190
4.2.4參數資料類型 /192
4.2.5系統資料類型 /192
4.2.6 硬體資料類型 /194
4.3 西門子S7-1500 PLC的程式設計語言 /195
4.4西門子S7-1500 PLC的地址區 /197
4.4.1 CPU地址區的劃分及定址方法 /197
4.4.2 全域變數與區域變數 /203
4.4.3 全域常量與局部常量 /203
4.5 變數表、監控表與強製表 /204
4.5.1 變數表 /204
4.5.2監控表與強製錶 /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 位元邏輯運算指令 /211
5.1.2 計時器指令 /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 程式控制操作指令 /284
5.1.9 字邏輯運算指令 /289
5.1.10 移位元和迴圈移位元指令 /299
5.2 擴展指令 /305
5.2.1 日期與時間指令 /305
5.2.2 字串與字元指令 /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 三台電動機的順序控制 /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的區塊 /369
6.1 區塊的概述 /369
6.1.1 用戶區塊的介紹 /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 程式迴圈組織塊（主程序）的應用 /372
6.2.3 迴圈中斷組織塊及應用 /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 硬體中斷組織塊 /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）與背景資料塊（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 資料塊（DB） /408
6.5.1 資料塊（DB）簡介 /408
6.5.2 資料塊(DB)的應用 /410
6.6 PLC定義資料類型（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的程式調試 /415
7.1 程式資訊 /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/線上比較 /423
7.4 使用變數監控與強製表進行調試 /425
7.4.1 使用監控表調試 /425
7.4.2 使用強製錶調試 /427
7.5 使用S7-PLCSIM模擬軟體進行調試 /429
7.5.1 S7- PLCSIM的簡介 /429
7.5.2 S7-PLCSIM模擬軟體的應用 /431
7.6 使用Trace變數跟蹤 /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 工業乙太網與PROFINET /443
8.1.1 工業乙太網通信基礎 /443
8.1.2 工業乙太網支援的通信服務 /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程式設計語言 /511
9.1 SCL程式設計語言簡介 /511
9.1.1 SCL程式設計語言的特點 /511
9.1.2 SCL編輯介面 /511
9.1.3 SCL指令輸入方法與規則 /511
9.2 SCL程式設計語言中基本指令 /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 程式控制指令 /518
9.3 SCL程式設計實例 /529
9.3.1 啟保停電路 /529
9.3.2 計時器指令應用 /531
9.3.3 函數塊中的SCL程式設計 /532

第10章 西門子PLC的GRAPH程式設計 /534
10.1 S7-GRAPH程式設計語言概述 /534
10.1.1 S7-GRAPH的程式構成 /534
10.1.2 S7-GRAPH程式設計器 /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 順序控制程式結構 /539
10.2.3 步的構成與程式設計 /540
10.2.4 單步程式設計 /544
10.3 S7-GRAPH程式設計應用 /547
10.3.1 單流程結構的程式設計實例 /547
10.3.2 選擇性分支流程結構的程式設計實例 /549
10.3.3 並行分支流程結構的程式設計實例 /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 觸控式螢幕簡介 /555
11.1.2 認識西門子常用觸控式螢幕 /556
11.1.3 創建HMI監控介面工作流程 /560
11.1.4 觸控式螢幕、PLC與電腦之間的通信硬體連接 /560
11.1.5 觸控式螢幕與PLC 之間的通訊設定 /561
11.1.6 HMI組態項目下載 /567
11.1.7 HMI變數 /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 計畫任務 /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自帶的顯示幕實現診斷 /639
12.2.3 通過TIA博途軟體查看診斷資訊 /639
12.2.4 通過I/O模組自帶診斷功能進行診斷 /643
12.2.5 通過S7-1500 PLC的Web伺服器查看診斷 /643
12.2.6 在HMI上通過調用系統診斷控制項實現診斷 /648
12.2.7 通過用戶自訂報警診斷程式實現診斷 /650
12.2.8 通過模組的值狀態功能進行診斷 /653
12.2.9 通過編寫程式實現診斷 /654

第13章 TIA博途軟體的庫功能 /663
13.1 庫的概述 /663
13.2 專案庫的應用 /665
13.2.1 專案庫類型的應用 /665
13.2.2 專案庫主範本的應用 /668
13.3 全域庫的應用 /669

第14章 世界技能大賽工業控制專案案例分析 /671
14.1 世界技能大賽工業控制專案簡介 /671
14.2 設備安裝與接線 /674
14.3 設備組態 /687
14.4 HMI畫面製作 /698
14.5 編寫PLC程式 /705