西門子S7-1200/1500 PLC SCL語言編程從入門到精通（簡體書）

本書系統地介紹了西門子S7-1200/1500系列PLC在博途環境下的SCL語言編程，具有如下特點。
1．視頻配合文字：文字的優點在於方便查閱，便於記憶。視頻的優點在於直觀易懂，有些內容用文字描述可能要花費很多筆墨，並且無法看到實際演示的效果。本書將文字與視頻相結合，隨書帶有80多個視頻教程，有的視頻介紹硬件實物，有的視頻介紹電氣圖紙，還有的視頻介紹程序及演示運行的結果，通過掃描書中的二維碼就可以直接觀看。視頻教程配合書中文字內容，使讀者快速理解相關的知識點。
2．豐富的案例：電氣自動化是一門實踐性非常強的學科，本書中包含大量的案例，每個知識點都有舉例說明，第9章、第12～14章都有非常多的實例演示。
3．從硬件入手：PLC編程與計算機編程的很大區別在於PLC編程是需要跟硬件打交道的。PLC程序開發/調試需要首先明白CPU、DI/DO、AI/AO、高速計數器等硬件，清楚電氣接線，才能正確地編寫程序。因此，本書的第1章首先介紹S7-1200/1500的硬件，使讀者有個基本的概念。書中的案例也會花比較多的筆墨介紹電氣接線，比如很多實例教程都會介紹EPLAN電氣接線圖，程序只有在明確電氣接線後才有意義。
4．理論與實踐並行：理論與實踐是相輔相成的關係。沒有實踐的理論是空洞的理論，沒有理論的實踐是盲目的實踐。本書第2章介紹PLC的工作原理與存儲方式，為實踐打下理論基礎。第3章介紹TIA博途軟件開發環境。第4章展示TIA博途環境下創建示例程序、下載與在線監控、程序比較、歸檔與恢復等實踐性操作。第5章介紹S7-1200/1500的軟件架構與編程。第8章、第9章介紹基本指令的同時列舉了大量的編程實例，將理論與實踐結合起來。
5．從入門到精通：全書總共15章，分成3大部分。第1～9章屬於入門篇，介紹S7-1200/1500的硬件、CPU的工作原理與存儲方式、軟件架構、SCL編程的基本概念等內容。第10～14章為進階篇，介紹SCL語言的複雜數據類型、擴展指令、擴展函數庫、工藝物件(高速計數器、PWM、運動控制)、通信（串行通信、以太網通信、PROFINET通信）等內容。第15章為高級篇，介紹使用C#語言編寫TCP及UDP通信的控制臺應用程序，並使用該程序實現計算機與PLC的通信。如果讀者是剛開始學習S7-1200/1500 SCL編程，可以按照書中目錄由淺入深地進行學習。如果讀者已經入門，可以跳過入門篇，直接學習進階篇和高級篇。
6．在線反饋交流：讀者可以登錄網站“北島夜話”留言與編者溝通。
本書在編寫過程中得到了程麗元、程金鳳、沙培芬的幫助和支持，在此表示衷心的感謝。
由於編者水平有限，書中可能存在不妥之處，望讀者不吝批評指正。

李杰(北島李工)

第一篇 入門篇 001
第1章 S7-1200/1500硬件介紹 001
1.1 西門子SIMATIC S7-1200 PLC概述 001
1.2 S7-1200的CPU模塊 003
1.2.1 CPU模塊概述 003
0101-CPU 1214FC介紹 004
1.2.2 CPU 1214C AC/DC/Relay 004
1.3 S7-1200的數字量模塊 007
1.3.1 數字量輸入模塊 007
1.3.2 數字量輸出模塊 009
1.4 S7-1200的模擬量模塊 010
1.4.1 模擬量輸入模塊 010
1.4.2 模擬量輸出模塊 012
1.5 西門子SIMATIC S7-1500 PLC概述 013
1.6 S7-1500的CPU模塊 015
1.6.1 CPU模塊概述 015
1.6.2 CPU 1515-2PN模塊 017
1.7 S7-1500/ET 200MP的數字量模塊 019
1.7.1 數字量輸入模塊 019
1.7.2 數字量輸出模塊 019
1.7.3 數字量故障安全模塊 021
1.8 S7-1500/ET 200MP的模擬量模塊 023
1.8.1 模擬量輸入模塊 023
1.8.2 模擬量輸出模塊 027
1.9 S7-1500/ET 200MP的組件 029
1.9.1 導軌 029
1.9.2 U形連接器 029
1.9.3 前連接器 029
1.9.4 電源端子 030

第2章　PLC的工作原理與存儲方式 031
2.1 PLC的工作原理 031
2.1.1 PLC的程序結構 031
2.1.2 CPU的工作模式 031
2.2 CPU的存儲器 033
2.2.1 裝載存儲器 033
2.2.2 工作存儲器 033
2.2.3 保持存儲器 034
2.2.4 系統存儲器 034
2.3 SIMATIC存儲卡 035
2.3.1 SIMATIC存儲卡簡介 035
0201-SIMATIC存儲卡介紹 035
2.3.2 SIMATIC存儲卡的安裝 036
2.3.3 SIMATIC存儲卡的工作模式 037
2.3.4 使用SIMATIC存儲卡更新CPU固件 037
2.4 在線查看存儲器的使用情況 038

第3章　TIA博途軟件開發環境 039
3.1 TIA博途平臺簡介 039
3.2 程序編輯器介紹 042
3.3 SCL編輯器的常規設置 043
3.3.1 高亮顯示關鍵字 043
3.3.2 新添加塊的設置 044
3.4 創建SCL函數塊或函數 045
3.5 SCL代碼編輯器 045
3.6 SCL編輯器使用技巧 046
3.6.1 使用區間指令將代碼分區 046
3.6.2 使用書簽快速定位代碼 047

第4章　TIA博途軟件應用實例 049
4.1 創建示例程序 049
0401-創建示例程序 049
4.2 項目的編譯、下載與在線監控 053
0402-項目程序的下載與在線監控 053
4.3 程序的比較 054
0403-程序在線與離線比較 055
4.4 項目的歸檔與恢復 055
0404-項目的歸檔與恢復 056
4.5 使用項目參考功能 056
0405-使用項目參考功能 056

第5章　S7-1200/1500的軟件架構與編程 057
5.1 操作系統與用戶程序 057
5.2 操作系統的接口——組織塊 058
5.2.1 組織塊的分類 058
0501-組織塊(Organization Block)介紹 059
5.2.2 程序循環組織塊 059
5.2.3 啟動組織塊 059
5.2.4 延時中斷組織塊 059
5.2.5 循環中斷組織塊 059
5.2.6 硬件中斷組織塊 060
5.2.7 時間錯誤中斷組織塊 060
5.2.8 診斷錯誤中斷組織塊 060
5.2.9 插拔中斷組織塊 060
5.2.10 機架或子站故障組織塊 061
5.2.11 日期時間中斷組織塊 061
5.2.12 狀態中斷組織塊 061
5.2.13 更新中斷組織塊 061
5.2.14 配置中斷組織塊 061
5.2.15 運動控制插補器組織塊 061
5.2.16 運動控制伺服組織塊 061
5.2.17 運動控制伺服前調組織塊 061
5.2.18 運動控制伺服後調組織塊 062
5.3 用戶程序的基本單位——程序組織單元 062
5.3.1 函數 062
0502-函數(FC)介紹 062
5.3.2 函數塊 063
0503-函數塊(FB)及其背景數據塊的介紹 063
5.3.3 數據塊 064
0504-全局數據塊(Global DB)介紹 064
0505-背景數據塊介紹 066
0506-多重背景數據塊介紹 067
5.4 編程指導 068
5.4.1 模塊化程序設計 068
5.4.2 程序組織單元的命名規則 068
5.4.3 代碼注釋的推薦格式 069

第6章　SCL語言 070
6.1 SCL語言與PLC國際編程標準 070
6.1.1 SCL語言簡介 070
6.1.2 PLC國際編程標準——IEC 61131-3簡介 071
6.2 SCL語言的特點和優勢 071
6.3 先睹為快：SCL編程實現按鈕控制指示燈 072
6.3.1 硬件/軟件環境及電氣圖紙 072
0601-TIA博途實例-電氣圖紙 073
6.3.2 程序代碼示例 073
0602-TIA博途實例-程序講解 075
0603-LED燈實際效果演示 075

第7章　SCL編程的基本概念 076
7.1 基本數據類型 076
7.1.1 布爾型 076
7.1.2 整數類型 076
7.1.3 實數類型 077
7.1.4 定時器時間值類型 078
7.1.5 日期時間類型 079
7.1.6 字符與字符串類型 081
7.1.7 位字符串類型 082
7.2 變量與常量 083
7.2.1 變量概述 083
7.2.2 變量的命名規則 083
7.2.3 變量的聲明 084
7.2.4 預定義變量——ENO 084
7.2.5 常量概述 085
7.2.6 常量的聲明 085
7.3 表達式 086
7.3.1 算術表達式 086
7.3.2 關係表達式 087
7.3.3 邏輯表達式 087
7.4 運算符及其優先級 088
7.5 語句 088
7.5.1 語句概述 088
7.5.2 賦值語句 088
7.5.3 條件語句（IF） 089
7.5.4 選擇語句（CASE） 090
7.5.5 循環語句 091
7.5.6 跳轉語句 094
7.6 代碼的注釋 095

第8章　SCL基本指令及其應用 096
8.1 沿信號檢測指令 096
8.1.1 上升沿信號檢測指令 096
0801-上升沿信號檢測 096
8.1.2 下降沿信號檢測指令 097
8.2 定時器指令 097
8.2.1 脈衝定時器（TP）指令 097
0802-脈衝定時器示例 099
8.2.2 延時接通定時器（TON）指令 099
0803-延時接通定時器示例 100
8.2.3 延時斷開定時器（TOF）指令 100
0804-延時斷開定時器示例 101
8.2.4 保持型延時接通定時器（TONR）指令 101
0805-保持型延時接通定時器示例 102
8.2.5 復位定時器（RESET_TIMER）指令 102
8.2.6 定時器預設值設置（PRESET_TIMER）指令 103
8.3 計數器指令 103
8.3.1 加計數器指令 103
8.3.2 減計數器指令 104
8.3.3 加/減計數器指令 105
8.4 數學指令 106
8.4.1 正弦指令 106
8.4.2 余弦指令 106
8.4.3 平方指令 106
8.4.4 最大值指令 107
8.4.5 最小值指令 107
8.5 讀寫存儲器指令 107
8.5.1 PEEK指令 107
8.5.2 POKE指令 108
8.6 移動指令 110
8.6.1 MOVE_BLK指令 111
8.6.2 UMOVE_BLK指令 111
8.6.3 FILL_BLK指令 111
8.6.4 UFILL_BLK指令 112
8.7 轉換指令 112
8.7.1 類型轉換指令 112
8.7.2 取整指令 112
8.7.3 歸一化指令——NORM_X 113
8.7.4 比例縮放指令——SCALE_X 114
8.8 字邏輯指令 115
8.8.1 解碼（DECO）指令 115
8.8.2 編碼（ENCO）指令 115
8.9 移位指令 116
8.9.1 右移（SHR）指令 116
8.9.2 左移（SHL）指令 116
8.9.3 循環右移（ROR）指令 117
8.9.4 循環左移（ROL）指令 117

第9章　SCL基本編程實例 118
9.1 電機啟停控制 118
0901-電機啟停控制-電氣圖紙講解 119
0902-電機啟停控制-程序講解 120
0903-電機啟停控制-實際演示 120
9.2 用不同的頻率控制蜂鳴器 120
0904-不同頻率控制蜂鳴器發聲-電氣圖紙講解 121
0905-不同頻率控制蜂鳴器發聲-程序講解 122
0906-不同頻率控制蜂鳴器發聲-實際演示 123
9.3 空壓機的延時關閉 124
0907-空壓機延時關閉-電氣圖紙講解 124
0908-空壓機延時關閉-程序講解 126
0909-空壓機延時關閉-實際演示 126
9.4 移動單元位置計算 126
0910-移動單元位置計算-電氣圖紙講解 127
0911-移動單元位置計算-程序講解 128
0912-移動單元位置計算-實際演示 128
9.5 獲取模擬量溫濕度傳感器的值 129
0913-模擬量溫濕度傳感器-電氣圖紙講解 129
0914-模擬量溫濕度傳感器-程序講解 130
0915-模擬量溫濕度傳感器-實際演示 131
9.6 BCD碼轉換成整數 131
0916-BCD碼轉換成整數 132
9.7 位字符串的提取與組合 133
0917-位字符串的提取與組合 133