本书全面介绍了TIA博途（V13 SP1）软件和S7-1200/1500 PLC的基本功能、硬件组态、编程和调试的方法与技巧，在结构上分为4篇：首先简单介绍TIA博途软件和S7-1200/1500 PLC产品；接着通过电气技术发展的历史脉络阐述PLC有关的基本知识和基本概念；然后详尽介绍在TIA博途软件和S7-1200/1500 PLC下各部分基本功能的使用方法；很后，总结一般工控程序的编写方法和技巧，并简要介绍PLC技术在“工业4.0”和“智能制造”背景下的地位和方向。 对于初学PLC的人员，可以通过前2篇轻松理解PLC相关的基础知识，并直接对接TIA博途软件下的各种应用，而对于有S7-300/400 PLC使用经验的读者，可以在通读靠前篇的整体产品介绍后，直接跳到第3篇，快速上手新软件、新设备。

张硕，男，自动化工程师，任职美资独资知名自动化企业，具有丰富的自动化生产线设计、调试经验。精通西门子各系列PLC产品，并具有良好的写作功底。

目 录
篇 初探\t1
章 TIA博途软件和S7-1200/1500初探\t2
1.1 自动化发展概况\t2
1.2 西门子集成自动化和产品体系简介\t4
1.3 S7-1200/1500介绍\t5
1.3.1 S7-1200/1500在SIMATIC S7体系中的位置\t5
1.3.2 S7-1200特点介绍\t6
1.3.3 S7-1500 特点介绍\t6
1.4 TIA博途软件介绍\t7
1.4.1 TIA博途软件的特点\t7
1.4.2 TIA博图软件的结构和版本\t9
1.4.3 TIA博图软件的支持软件\t10
1.4.4 TIA博途软件的授权\t10
第2篇 PLC技术基础\t11
第2章 电气控制基础\t12
2.1 常用的电气控制元件\t12
2.1.1 保护（配电）器件\t12
2.1.2 接触器\t15
2.1.3 继电器\t17
2.1.4 主令电器\t17
2.2 电气控制系统简单实例\t18
第3章 PLC控制基础\t20
3.1 从继电器（接触器）到PLC控制\t20
3.2 PLC的硬件结构\t21
3.3 PLC程序运行原理\t23
3.3.1 程序循环机制\t23
3.3.2 编程语言\t24
3.3.3 CPU的结构和运行原理\t25
3.3.4 存储器的编址与变量\t30
3.3.5 变量类型\t31
3.3.6 OB块简介\t32
3.3.7 DB块简介\t32
3.3.8 FC块简介\t32
3.3.9 FB块简介\t36
3.3.10 UDT简介\t39
3.4 现场总线与分布式IO简介\t39
3.4.1 PROFIbus 现场总线简介\t40
3.4.2 PROFInet 现场总线简介\t40
第4章 梯形图、基础指令和执行原理\t43
4.1 梯形图语言基础\t43
4.2 位操作指令\t44
4.2.1 常开、常闭和“与”逻辑\t44
4.2.2 取反和“或”逻辑\t46
4.2.3 置位、复位、置位优先触发器（RS）和复位优先触发器（SR）\t47
4.2.4 上升沿检测和下降沿检测\t49
4.3 定时器指令\t50
4.3.1 脉冲定时器（S_PULSE）\t50
4.3.2 扩展脉冲定时器（S_PEXT）\t52
4.3.3 延迟输出定时器（S_ODT）\t54
4.3.4 带记忆的延迟输出定时器（S_ODTS）\t55
4.3.5 关断延迟定时器（S_OFFDT）\t56
4.4 计数器指令\t57
4.4.1 向上计数器\t57
4.4.2 向下计数器（C计数器）\t58
4.4.3 上下计数器（C计数器）\t58
第3篇 TIA软件和S7-1200/1500 PLC基础\t61
第5章 TIA 软件的基本操作\t62
5.1 软件的视图\t62
5.2 软件的常用操作\t63
5.2.1 项目的创建、打开、关闭、移植、压缩和解压缩\t63
5.2.2 软件中的帮助系统和撤销功能\t66
5.2.3 软件的升级\t67
5.3 软件的窗体\t68
5.3.1 窗体的划分\t68
5.3.2 项目树中的操作\t70
5.3.3 窗口的基本操作和软件的使用思路\t72
5.3.4 各部分窗口的配合与软件的使用思路\t75
第6章 硬件操作\t77
6.1 硬件组态和在线设置概述\t77
6.2 在线设置\t78
6.2.1接口（Interface）的设置\t78
6.2.2 对硬件模块的在线设置\t79
6.3 硬件组态\t84
6.3.1 创建设备\t84
6.3.2 组态CPU机架\t85
6.3.3 组态分布式设备\t88
6.3.4 配置PROFInet参数和建立PROFInet连接\t89
6.4 硬件组态的编译与下载\t91
6.4.1 编译\t91
6.4.2 下载\t93
6.5 常用模块的硬件配置\t96
6.5.1 S7-1500 PLC的PS电源与PM电源模块\t96
6.5.2 S7-1500 PLC的CPU模块的属性设置\t98
6.5.3 EP200SP的组态和使用\t105
6.5.4 模拟量输入与输出模块的配置和使用\t106
6.6 与硬件配置有关的其他操作\t109
6.6.1 硬件组态和程序的上传\t109
6.6.2 CPU机架的探测功能\t110
6.6.3 GSD文件的加载\t112
6.6.4 硬件库的更新\t115
6.6.5 自动附加IP功能的说明\t115
第7章 程序操作\t117
7.1 程序编辑的基本方法\t117
7.1.1 程序块的创建\t117
7.1.2 程序块的在线、编译、下载、上传、比较\t118
7.1.3 程序块的加密与保护\t121
7.1.4 程序编辑界面的基本操作\t122
7.1.5 变量的拖曳\t124
7.2 OB块\t126
7.2.1 程序循环、错误中断、时间中断的触发条件\t127
7.2.2 OB100的调用条件和S7-1200/1500的启动\t129
7.2.3 OB80的触发条件\t130
7.2.4 硬件中断的触发条件\t130
7.2.5 诊断中断的触发条件\t132
7.2.6 优化的OB块\t132
7.3 S7-1200/1500 下的数据类型\t134
7.3.1 基础数据类型\t134
7.3.2 PLC数据类型（UDT）\t135
7.3.3 数组（Array）\t136
7.3.4 结构体（Struct）\t137
7.4 变量（tags）\t137
7.4.1 变量（tags）的管理\t138
7.4.2 在变量（tags）中新建变量\t139
7.4.3 变量表中的几种特殊情况和提示\t140
7.4.4 变量断电保持属性的设置\t141
7.4.5 变量的HMI访问属性\t142
7.4.6 变量（tags）的更名与内置ID机制\t144
7.4.7 变量（tags）中的监控功能\t144
7.4.8 常量和新建常量\t144
7.4.9 系统常量\t145
7.5 DB块\t146
7.5.1 DB块的类型\t146
7.5.2 在DB块中建立变量\t147
7.5.3 DB块中数据的属性\t147
7.5.4 DB块调试功能之快闪（Snapshot）系列功能\t149
7.5.5 优化DB块之存储方式改变\t150
7.5.6 优化DB块之下载而不初始化功能\t152
7.6 FC块与FB块\t156
7.6.1 FC块\t156
7.6.2 FB块\t156
7.6.3 FC块和FB块的更新\t158
7.7 工艺指令\t159
7.8 数组的使用和FC/FB块中Variant 类型接口参数的讨论和实例\t159
第8章 TIA博途软件指令\t165
8.1 TIA博途软件指令的新特征\t165
8.1.1 更加灵活的梯形图画法\t165
8.1.2 更加灵活的指令选择和参数配置\t165
8.1.3 “使能输出端”的可选择性\t166
8.1.4 隐形转换和指令接口参数的添加\t167
8.2 位逻辑指令\t167
8.3 定时器指令\t170
8.4 计数器指令\t175
8.4 比较指令\t178
8.6 数学指令\t180
8.7 移动指令\t181
8.8 转换指令\t184
8.9 程序控制指令\t186
8.10 字逻辑运算指令\t188
8.11 位移指令\t190
第9章 调试方法\t192
9.1 程序的监控和相关功能\t192
9.1.1 一般程序块的监控和相关功能\t192
9.1.2 在调用选择下FB块的监控\t193
9.2 监控变量和强制IO\t194
9.2.1 监控变量\t194
9.2.2 强制IO\t198
9.3 查看资源分配列表\t200
9.4 变量的交叉检索\t201
9.5 调用结构与调用层级的查看\t204
9.6 离线与在线的比较\t204
9.6.1 离线与在线的比较功能实操\t204
9.6.2 对不一致程序块的处理\t206
9.6.3 对程序细节的离线与在线的比较\t206
9.7 变量跟踪\t207
9.7.1 变量跟踪的原理\t207
9.7.2 变量跟踪的触发模式\t208
9.7.3 变量跟踪的组态\t208
9.7.4 变量跟踪的实际操作\t210
9.7.5 采用数据的保存与导出\t212
0章 错误（故障）的处理、诊断与程序诊断\t214
10.1 PLC错误（故障）综述\t214
10.2 PLC的在线诊断\t215
10.3 PLC的程序诊断\t219
10.3.1 基于指令的诊断\t220
10.3.2 基于OB块的诊断\t226
1章 HMI相关操作\t229
11.1 HMI设备的新建和连接设置\t230
11.1.1 新建HMI设备和HMI设计的框架\t230
11.1.2 HMI与PLC通信的设置\t230
11.2 HMI变量\t234
11.3 画面与控件\t237
11.3.1 画面的设计与管理\t237
11.3.2 控件的使用\t238
11.4 报警的管理和配置\t243
11.5 HMI中的常用特殊功能\t246
11.5.1 HMI与CPU之间的状态汇报\t246
11.5.2 HMI与PLC的时间同步\t248
11.5.3 将CPU的诊断信息显示在HMI上\t249
2章 SCL语言与Graph语言\t254
12.1 SCL语言\t254
12.1.1 SCL编辑环境和调试工具\t254
12.1.2 SCL语言中的指令\t255
12.1.3 SCL语言中的控制结构\t257
12.2 Graph语言\t260
12.2.1 Graph语言程序介绍\t261
12.2.2 Graph语言程序块的建立和运行原理\t262
12.2.3 顺控图与顺控图的编辑\t266
12.2.4 单步编辑\t269
12.2.5 互锁和监控的报警\t273
3章 故障安全和安全型PLC的使用\t276
13.1 故障安全简介\t276
13.2 TIA博途软件中故障安全的设置\t280
13.2.1 安全模块的硬件组态和设置\t281
13.2.2 硬件组态的下载和模块端F目标地址的设置\t286
13.2.3 安全程序的创建、编写、编译与下载\t289
第4篇 编程经验与PLC技术漫谈\t295
4章 设计与编程经验漫谈\t296
14.1 组建一个控制系统\t296
14.2 输入、状态、输出三层级的编程与分析方法\t297
14.2.1 方法概述\t297
14.2.2 举升机控制实例之状态变量的创建\t297
14.2.3 举升机控制实例之状态变量的定义\t299
14.2.4 举升机控制实例之状态变量决定输出\t305
14.3 论程序的层次与结构\t306
5章 编程技巧\t310
15.1 利用Excel批量编辑简单的语句表指令\t310
15.2 源文件操作\t315
6章 展望“工业4.0”与《中国制造2025》下的PLC技术\t318