SIMATIC S7-1500與TIA博途軟件使用指南(第2版)（簡體書）

SIMATIC S7-1500 PLC自動化系統通過集成大量的新功能和新特性，具有卓越的性能和出色的可用性。借助於西門子新一代框架結構的TIA博途軟件，可在同一開發環境下組態開發PLC、人機界面和驅動系統等。統一的數據庫使各個系統之間輕鬆、快速地進行互連互通，真正達到了控制系統的全集成自動化。
本書以TIA博途軟件V15.1為基礎，介紹了更新的硬件模塊和新增可選軟件的功能和應用，例如PLC SIM Advance仿真器的使用和編程接口、團隊編程和調試功能、SiVarc自動生成HMI畫面功能和ProDiag帶有程序顯示的報警功能，使工程項目的開發和調試更加方便和快捷。
本書還介紹了FB、FC的應用，新指針與原有SIMATIC S7-300/400 PLC指針應用的對比及優勢，基於Web的診斷方式等。
對讀者關心的程序標準化問題以及將SIMATIC S7-300/400 PLC程序移植到SIMATIC S7-1500 PLC中容易遇到的問題做了詳細的分析，使移植不再困難。
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本書適合自動化工程技術人員和大專院校相關專業的師生閱讀。

西門子公司組編，西門子公司資深工程師主編，更深入瞭解S7-1500和TIA博途的強化與高效

序/Preface
前言
中英文術語對照

第1章TIA博途1
11TIA博途簡介1
12TIA博途軟件的構成1
121TIA博途STEP 72
122TIA博途STEP 7工程組態系統的選件2
123TIA博途WinCC2
124TIA博途WinCC工程組態系統和運行系統的選件3
13TIA博途的安裝4
131硬件要求4
132支持的操作系統4
133安裝步驟4
14TIA博途軟件的卸載8
15授權管理功能9
151授權的種類9
152授權管理器(ALM)10
153安裝許可證密鑰11
16TIA博途軟件的特性12

第2章TIA博途平臺支持的新一代PLC產品14
21完整的PLC產品線全面滿足用戶需求14
22全新分布式和PCBased自動化解決方案15
23集成功能安全和信息安全16
24高效的開發環境16

第3章SIMATIC S71500 PLC控制系統的硬件組成17
31負載電源與系統電源17
311負載電源17
312系統電源17
313系統電源選擇示例18
314查看功率分配詳細信息20
315如何在系統中選擇PM和PS20
32SIMATIC S71500 CPU21
321SIMATIC S71500 CPU 簡介21
322SIMATIC S71500 CPU操作模式22
323SIMATIC S71500 CPU的存儲器23
324SIMATIC S71500 CPU過程映像區的功能27
33SIMATIC S71500 PLC顯示屏（Display）29
34信號模塊31
341模塊特性的分類32
342模塊寬度的劃分32
343數字量輸入模塊33
344數字量輸出模塊34
345數字量輸入/輸出模塊36
346模擬量輸入模塊36
347模擬量輸出模塊44
348模擬量輸入/輸出模塊47
349模塊的選擇48
35通信模塊48
351點對點通信模塊49
352PROFIBUS通信模塊49
353PROFINET/ETHERNET通信模塊50
36工藝模塊50
361高速計數器模塊50
362基於時間的I/O模塊51
363PTO脈衝輸出模塊51

第4章SIMATIC S71500 PLC的硬件配置52
41配置一個SIMATIC S71500 PLC站點52
411添加一個SIMATIC S71500 PLC新設備52
412配置SIMATIC S71500 PLC的中央機架54
413使用自動檢測功能配置SIMATICS71500 PLC的中央機架56
42CPU參數配置57
421常規57
422PROFINET接口［X1］58
423DP接口\[X3\]65
424啟動67
425循環68
426通信負載68
427系統和時鐘存儲器69
428SIMATIC Memory Card70
429系統診斷70
4210Web服務器71
4211DNS組態74
4212顯示75
4213支持多語言76
4214時間77
4215防護與安全78
4216OPC UA80
4217系統電源80
4218組態控制81
4219連接資源81
4220地址總覽83
4221等式同步模式84
4222運行系統許可證86
43SIMATIC S71500 I/O參數87
431數字量輸入模塊參數配置87
432數字量輸出模塊參數配置92
433模擬量輸入模塊參數配置93
434模擬量輸出模塊參數配置97

第5章數據類型與地址區98
51SIMATIC S71500 PLC的數據類型98
511基本數據類型98
512PLC數據類型108
513參數類型109
514系統數據類型109
515硬件數據類型111
52SIMATIC S71500 PLC的地址區112
521CPU地址區的劃分及尋址方法112
522建議使用的地址區117
523全局變量與局部變量117
524全域常量與局部常量118

第6章SIMATIC S71500 PLC的編程指令119
61指令的處理120
611LAD指令的處理120
612立即讀與立即寫121
62基本指令121
621位邏輯運算指令121
622定時器指令123
623計數器指令123
624比較器指令124
625數學函數指令125
626移動操作指令125
627轉換指令126
628程序控制操作指令127
629字邏輯運算指令127
6210移位和循環移位指令128
6211原有指令129
63擴展指令129
631日期與時間指令129
632字符串與字符指令130
633過程映像指令130
634分布式I/O指令130
635PROFIenergy指令131
636模塊參數化分配指令132
637中斷指令132
638報警指令132
639診斷指令133
6310配方和數據記錄指令133
6311數據塊控制指令133
6312尋址指令134
64工藝指令134
65通信指令135

第7章程序塊138
71用戶程序中的程序塊138
711組織塊與程序結構139
712用戶程序的分層調用140
72優化與非優化訪問141
73組織塊143
731組織塊的啟動信息143
732組織塊的類型與優先級145
733CPU的過載特性150
734組織塊的本地數據區堆棧（L堆棧）151
735組織塊的接口區152
74函數152
741函數的接口區153
742無形參函數（子程序功能）154
743帶有形參的函數155
744函數嵌套調用時允許參數傳遞的數據類型157
75函數塊159
751函數塊的接口區159
752函數塊與背景數據塊160
753函數塊嵌套調用時允許參數傳遞的數據類型163
76數據塊164
761全域數據塊165
762背景數據塊166
763系統數據類型作為全域數據塊的模板167
764通過PLC 數據類型創建DB168
765數組DB170
77FC、FB選擇的探討172

第8章聲明PLC變量173
81PLC變量表的結構173
82聲明PLC變量的幾種方法174
83聲明PLC 變量的類型176

第9章指針數據類型的使用178
91Pointer數據類型指針178
92Any數據類型指針182
93Variant數據類型指針185
931Variant與PLC數據類型185
932Variant與數組DB188
933Variant與數組190
94引用191
941引用聲明192
942引用與解引用192
943引用與Variant194

第10章SIMATIC S71500 PLC的通信功能196
101網絡概述196
102網絡及通信服務的轉變197
1021從PROFIBUS到PROFINET的轉變197
1022MPI接口被PROFINET接口替代198
1023基於PROFIBUS通信服務的變化198
103工業以太網與PROFINET199
1031工業以太網通信介質199
1032工業以太網拓撲結構199
1033SIMATIC S71500 系統以太網接口200
1034SIMATIC S71500 PLC以太網支持的通信服務200
1035SIMATIC S71500 OUC通信204
1036SIMATIC S71500 S7通信213
1037SIMATIC S71500 PLC路由通信功能225
1038配置PROFINET IO RT設備227
1039無需存儲介質更換IO設備231
10310允許覆蓋 PROFINET 設備名稱模式233
10311按網段自動分配IP地址和設備名稱234
10312網絡拓撲功能與配置236
10313MRP介質冗餘238
10314IDevice智能設備的配置239
10315配置PROFINET IO IRT設備243
10316MODBUS TCP247
104SIMATIC S71500 PLC與HMI通信253
1041SIMATIC S71500 PLC與HMI在相同項目中通信253
1042使用PLC代理與HMI通信255
1043使用SIMATIC NET 連接 SIMATICS71500 PLC256
105SIMATIC S71500 PLC的安全通信260
1051安全通信的通用原則261
1052安全通信的加密方式261
1053通過簽名確保數據的真實性和完整性263
1054使用HTTPS訪問CPU Web服務器的安全通信263
1055SIMATIC S71500 CPU的安全通信267
106SIMATIC S71500 OPC UA通信功能271
1061SIMATIC S71500 CPU OPC UA服務器訪問數據的方式271
1062SIMATIC S71500 CPU OPC UA服務器變量的設置272
1063非安全通信方式訪問 SIMATICS71500 OPC UA服務器273
1064安全通信方式訪問 SIMATIC S71500 OPC UA服務器277
1065SIMATIC S71500 OPC UA服務器性能測試281
107串行通信282
1071SIMATIC S71500/ET200MP串行通信模塊的類型282
1072串行通信接口類型及連接方式282
1073自由口協議參數設置285
1074串行通信模塊的通信函數289
1075自由口協議通信示例289
1076MODBUS RTU通信協議291

第11章SIMATIC S71500組態控制功能297
111組態控制的原理297
112軟件、硬件要求以及使用範圍298
113SIMATIC S71500硬件配置的數據記錄格式298
114SIMATIC S71500中央機架模塊組態控制示例299
115PROFINET IO系統的組態控制302
1151軟硬件要求302
1152IO系統的組態控制的數據格式302
1153IO系統的組態控制示例303

第12章SIMATIC S71500 PLC的PID功能307
121控制原理307
1211受控系統307
1212受控系統的特徵值308
1213執行器309
1214不同類型控制器的響應309
122SIMATIC S71500 PLC支持的PID指令310
1221PID_Compact 指令310
1222PID_3Step 指令311
1223PID_Temp 指令311
1224控制器的串級控制311
123PID_Compact指令的調用與PID調試示例311
1231組態PID_Compact 工藝對象311
1232調用指令PID_Compact 316
1233調試PID319

第13章SIMATIC S71500 PLC的工藝及特殊功能模塊322
131工藝模塊322
132工藝對象322
133計數模塊和位置檢測模塊的分類和性能323
134TM Count模塊和TM PosInput模塊通過工藝對象實現計數和測量324
135使用TM PosInput模塊連接SSI絕對值編碼器332
136帶計數功能的DI模塊335
137Timebased IO 模板338
1371功能描述338
1372Timebased IO 時間控制功能舉例339

第14章SIMATIC S71500 PLC的診斷功能349
141SIMATIC S71500 PLC診斷功能介紹349
142通過LED指示燈實現診斷350
143通過PG/PC實現診斷351
144在HMI上通過調用診斷控件實現診斷353
145通過 SIMATIC S71500 CPU的Web服務器功能實現診斷354
146通過 SIMATIC S71500 CPU自帶的顯示屏實現診斷360
147通過編寫程序實現診斷360
148通過模塊自帶診斷功能進行診斷365
149通過模塊的值狀態功能實現診斷366
1410通過用戶程序發送報警消息368
1411使用ProDiag進行診斷371
14111ProDiag的許可證372
14112ProDiag 監控的類型372
14113ProDiag 監控的設置373
14114ProDiag 變量監控的示例376

第15章訪問保護387
151SIMATIC S71500 PLC項