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適讀人群 ：本書(shū)適合電氣自動(dòng)化的編程和調(diào)試工程師使用，也可作為大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材。
1. 從硬件入手，介紹電氣接線
2. 案例豐富，理論和實(shí)踐并行
3. 基礎(chǔ)篇、進(jìn)階篇和高級(jí)篇從入門(mén)到精通
4. 配視頻講解
5. 彩色印刷，清楚直觀
6. 作者在線

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)幫助讀者系統(tǒng)學(xué)習(xí)西門(mén)子SCL編程語(yǔ)言，書(shū)中案例的硬件基于西門(mén)子S7-1200/1500系列PLC，軟件基于博途開(kāi)發(fā)環(huán)境。本書(shū)分三部分：入門(mén)篇、進(jìn)階篇和高級(jí)篇。入門(mén)篇介紹了S7-1200/1500的硬件環(huán)境、PLC工作原理及SCL編程的基本概念；進(jìn)階篇介紹了SCL編程的復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型、擴(kuò)展指令、工藝對(duì)象等，包含大量實(shí)用案例講解；高級(jí)篇介紹如何使用C#語(yǔ)言編寫(xiě)TCP及UDP通信的控制臺(tái)程序，并實(shí)現(xiàn)與PLC的通信。本書(shū)從基礎(chǔ)到進(jìn)階再到高級(jí)，帶領(lǐng)讀者循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)西門(mén)子SCL編程方法和技巧。
本書(shū)適合電氣自動(dòng)化的編程和調(diào)試工程師使用，也可作為大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材。

目錄

第一篇 入門(mén)篇 001
第1章 S7-1200/1500硬件介紹 001
1.1 西門(mén)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(shù)字量模塊 007
1.3.1 數(shù)字量輸入模塊 007
1.3.2 數(shù)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(mén)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(shù)字量模塊 019
1.7.1 數(shù)字量輸入模塊 019
1.7.2 數(shù)字量輸出模塊 019
1.7.3 數(shù)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(dǎo)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(chǔ)方式 031
2.1 PLC的工作原理 031
2.1.1 PLC的程序結(jié)構(gòu) 031
2.1.2 CPU的工作模式 031
2.2 CPU的存儲(chǔ)器 033
2.2.1 裝載存儲(chǔ)器 033
2.2.2 工作存儲(chǔ)器 033
2.2.3 保持存儲(chǔ)器 034
2.2.4 系統(tǒng)存儲(chǔ)器 034
2.3 SIMATIC存儲(chǔ)卡 035
2.3.1 SIMATIC存儲(chǔ)卡簡(jiǎn)介 035
0201-SIMATIC存儲(chǔ)卡介紹 035
2.3.2 SIMATIC存儲(chǔ)卡的安裝 036
2.3.3 SIMATIC存儲(chǔ)卡的工作模式 037
2.3.4 使用SIMATIC存儲(chǔ)卡更新CPU固件 037
2.4 在線查看存儲(chǔ)器的使用情況 038

第3章　TIA博途軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 039
3.1 TIA博途平臺(tái)簡(jiǎn)介 039
3.2 程序編輯器介紹 042
3.3 SCL編輯器的常規(guī)設(shè)置 043
3.3.1 高亮顯示關(guān)鍵字 043
3.3.2 新添加塊的設(shè)置 044
3.4 創(chuàng)建SCL函數(shù)塊或函數(shù) 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(qū)間指令將代碼分區(qū) 046
3.6.2 使用書(shū)簽快速定位代碼 047

第4章　TIA博途軟件應(yīng)用實(shí)例 049
4.1 創(chuàng)建示例程序 049
0401-創(chuàng)建示例程序 049
4.2 項(xiàng)目的編譯、下載與在線監(jiān)控 053
0402-項(xiàng)目程序的下載與在線監(jiān)控 053
4.3 程序的比較 054
0403-程序在線與離線比較 055
4.4 項(xiàng)目的歸檔與恢復(fù) 055
0404-項(xiàng)目的歸檔與恢復(fù) 056
4.5 使用項(xiàng)目參考功能 056
0405-使用項(xiàng)目參考功能 056

第5章　S7-1200/1500的軟件架構(gòu)與編程 057
5.1 操作系統(tǒng)與用戶(hù)程序 057
5.2 操作系統(tǒng)的接口——組織塊 058
5.2.1 組織塊的分類(lèi) 058
0501-組織塊(Organization Block)介紹 059
5.2.2 程序循環(huán)組織塊 059
5.2.3 啟動(dòng)組織塊 059
5.2.4 延時(shí)中斷組織塊 059
5.2.5 循環(huán)中斷組織塊 059
5.2.6 硬件中斷組織塊 060
5.2.7 時(shí)間錯(cuò)誤中斷組織塊 060
5.2.8 診斷錯(cuò)誤中斷組織塊 060
5.2.9 插拔中斷組織塊 060
5.2.10 機(jī)架或子站故障組織塊 061
5.2.11 日期時(shí)間中斷組織塊 061
5.2.12 狀態(tài)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(yùn)動(dòng)控制插補(bǔ)器組織塊 061
5.2.16 運(yùn)動(dòng)控制伺服組織塊 061
5.2.17 運(yùn)動(dòng)控制伺服前調(diào)組織塊 061
5.2.18 運(yùn)動(dòng)控制伺服后調(diào)組織塊 062
5.3 用戶(hù)程序的基本單位——程序組織單元 062
5.3.1 函數(shù) 062
0502-函數(shù)(FC)介紹 062
5.3.2 函數(shù)塊 063
0503-函數(shù)塊(FB)及其背景數(shù)據(jù)塊的介紹 063
5.3.3 數(shù)據(jù)塊 064
0504-全局?jǐn)?shù)據(jù)塊(Global DB)介紹 064
0505-背景數(shù)據(jù)塊介紹 066
0506-多重背景數(shù)據(jù)塊介紹 067
5.4 編程指導(dǎo) 068
5.4.1 模塊化程序設(shè)計(jì) 068
5.4.2 程序組織單元的命名規(guī)則 068
5.4.3 代碼注釋的推薦格式 069

第6章　SCL語(yǔ)言 070
6.1 SCL語(yǔ)言與PLC國(guó)際編程標(biāo)準(zhǔn) 070
6.1.1 SCL語(yǔ)言簡(jiǎn)介 070
6.1.2 PLC國(guó)際編程標(biāo)準(zhǔn)——IEC 61131-3簡(jiǎn)介 071
6.2 SCL語(yǔ)言的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 071
6.3 先睹為快：SCL編程實(shí)現(xiàn)按鈕控制指示燈 072
6.3.1 硬件/軟件環(huán)境及電氣圖紙 072
0601-TIA博途實(shí)例-電氣圖紙 073
6.3.2 程序代碼示例 073
0602-TIA博途實(shí)例-程序講解 075
0603-LED燈實(shí)際效果演示 075

第7章　SCL編程的基本概念 076
7.1 基本數(shù)據(jù)類(lèi)型 076
7.1.1 布爾型 076
7.1.2 整數(shù)類(lèi)型 076
7.1.3 實(shí)數(shù)類(lèi)型 077
7.1.4 定時(shí)器時(shí)間值類(lèi)型 078
7.1.5 日期時(shí)間類(lèi)型 079
7.1.6 字符與字符串類(lèi)型 081
7.1.7 位字符串類(lèi)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(guī)則 083
7.2.3 變量的聲明 084
7.2.4 預(yù)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(dá)式 086
7.3.1 算術(shù)表達(dá)式 086
7.3.2 關(guān)系表達(dá)式 087
7.3.3 邏輯表達(dá)式 087
7.4 運(yùn)算符及其優(yōu)先級(jí) 088
7.5 語(yǔ)句 088
7.5.1 語(yǔ)句概述 088
7.5.2 賦值語(yǔ)句 088
7.5.3 條件語(yǔ)句（IF） 089
7.5.4 選擇語(yǔ)句（CASE） 090
7.5.5 循環(huán)語(yǔ)句 091
7.5.6 跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句 094
7.6 代碼的注釋 095

第8章　SCL基本指令及其應(yīng)用 096
8.1 沿信號(hào)檢測(cè)指令 096
8.1.1 上升沿信號(hào)檢測(cè)指令 096
0801-上升沿信號(hào)檢測(cè) 096
8.1.2 下降沿信號(hào)檢測(cè)指令 097
8.2 定時(shí)器指令 097
8.2.1 脈沖定時(shí)器（TP）指令 097
0802-脈沖定時(shí)器示例 099
8.2.2 延時(shí)接通定時(shí)器（TON）指令 099
0803-延時(shí)接通定時(shí)器示例 100
8.2.3 延時(shí)斷開(kāi)定時(shí)器（TOF）指令 100
0804-延時(shí)斷開(kāi)定時(shí)器示例 101
8.2.4 保持型延時(shí)接通定時(shí)器（TONR）指令 101
0805-保持型延時(shí)接通定時(shí)器示例 102
8.2.5 復(fù)位定時(shí)器（RESET_TIMER）指令 102
8.2.6 定時(shí)器預(yù)設(shè)值設(shè)置（PRESET_TIMER）指令 103
8.3 計(jì)數(shù)器指令 103
8.3.1 加計(jì)數(shù)器指令 103
8.3.2 減計(jì)數(shù)器指令 104
8.3.3 加/減計(jì)數(shù)器指令 105
8.4 數(shù)學(xué)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(xiě)存儲(chǔ)器指令 107
8.5.1 PEEK指令 107
8.5.2 POKE指令 108
8.6 移動(dòng)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(zhuǎn)換指令 112
8.7.1 類(lèi)型轉(zhuǎn)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(huán)右移（ROR）指令 117
8.9.4 循環(huán)左移（ROL）指令 117

第9章　SCL基本編程實(shí)例 118
9.1 電機(jī)啟停控制 118
0901-電機(jī)啟?？刂?電氣圖紙講解 119
0902-電機(jī)啟停控制-程序講解 120
0903-電機(jī)啟?？刂?實(shí)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(fā)聲-電氣圖紙講解 121
0905-不同頻率控制蜂鳴器發(fā)聲-程序講解 122
0906-不同頻率控制蜂鳴器發(fā)聲-實(shí)際演示 123
9.3 空壓機(jī)的延時(shí)關(guān)閉 124
0907-空壓機(jī)延時(shí)關(guān)閉-電氣圖紙講解 124
0908-空壓機(jī)延時(shí)關(guān)閉-程序講解 126
0909-空壓機(jī)延時(shí)關(guān)閉-實(shí)際演示 126
9.4 移動(dòng)單元位置計(jì)算 126
0910-移動(dòng)單元位置計(jì)算-電氣圖紙講解 127
0911-移動(dòng)單元位置計(jì)算-程序講解 128
0912-移動(dòng)單元位置計(jì)算-實(shí)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(shí)際演示 131
9.6 BCD碼轉(zhuǎn)換成整數(shù) 131
0916-BCD碼轉(zhuǎn)換成整數(shù) 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

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前言/序言

本書(shū)系統(tǒng)地介紹了西門(mén)子S7-1200/1500系列PLC在博途環(huán)境下的SCL語(yǔ)言編程，具有如下特點(diǎn)。
1．視頻配合文字：文字的優(yōu)點(diǎn)在于方便查閱，便于記憶。視頻的優(yōu)點(diǎn)在于直觀易懂，有些內(nèi)容用文字描述可能要花費(fèi)很多筆墨，并且無(wú)法看到實(shí)際演示的效果。本書(shū)將文字與視頻相結(jié)合，隨書(shū)帶有80多個(gè)視頻教程，有的視頻介紹硬件實(shí)物，有的視頻介紹電氣圖紙，還有的視頻介紹程序及演示運(yùn)行的結(jié)果，通過(guò)掃描書(shū)中的二維碼就可以直接觀看。視頻教程配合書(shū)中文字內(nèi)容，使讀者快速理解相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。
2．豐富的案例：電氣自動(dòng)化是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，本書(shū)中包含大量的案例，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都有舉例說(shuō)明，第9章、第12～14章都有非常多的實(shí)例演示。
3．從硬件入手：PLC編程與計(jì)算機(jī)編程的很大區(qū)別在于PLC編程是需要跟硬件打交道的。PLC程序開(kāi)發(fā)/調(diào)試需要首先明白CPU、DI/DO、AI/AO、高速計(jì)數(shù)器等硬件，清楚電氣接線，才能正確地編寫(xiě)程序。因此，本書(shū)的第1章首先介紹S7-1200/1500的硬件，使讀者有個(gè)基本的概念。書(shū)中的案例也會(huì)花比較多的筆墨介紹電氣接線，比如很多實(shí)例教程都會(huì)介紹EPLAN電氣接線圖，程序只有在明確電氣接線后才有意義。
4．理論與實(shí)踐并行：理論與實(shí)踐是相輔相成的關(guān)系。沒(méi)有實(shí)踐的理論是空洞的理論，沒(méi)有理論的實(shí)踐是盲目的實(shí)踐。本書(shū)第2章介紹PLC的工作原理與存儲(chǔ)方式，為實(shí)踐打下理論基礎(chǔ)。第3章介紹TIA博途軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。第4章展示TIA博途環(huán)境下創(chuàng)建示例程序、下載與在線監(jiān)控、程序比較、歸檔與恢復(fù)等實(shí)踐性操作。第5章介紹S7-1200/1500的軟件架構(gòu)與編程。第8章、第9章介紹基本指令的同時(shí)列舉了大量的編程實(shí)例，將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。
5．從入門(mén)到精通：全書(shū)總共15章，分成3大部分。第1～9章屬于入門(mén)篇，介紹S7-1200/1500的硬件、CPU的工作原理與存儲(chǔ)方式、軟件架構(gòu)、SCL編程的基本概念等內(nèi)容。第10～14章為進(jìn)階篇，介紹SCL語(yǔ)言的復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型、擴(kuò)展指令、擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)、工藝對(duì)象(高速計(jì)數(shù)器、PWM、運(yùn)動(dòng)控制)、通信（串行通信、以太網(wǎng)通信、PROFINET通信）等內(nèi)容。第15章為高級(jí)篇，介紹使用C#語(yǔ)言編寫(xiě)TCP及UDP通信的控制臺(tái)應(yīng)用程序，并使用該程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)與PLC的通信。如果讀者是剛開(kāi)始學(xué)習(xí)S7-1200/1500 SCL編程，可以按照書(shū)中目錄由淺入深地進(jìn)行學(xué)習(xí)。如果讀者已經(jīng)入門(mén)，可以跳過(guò)入門(mén)篇，直接學(xué)習(xí)進(jìn)階篇和高級(jí)篇。
6．在線反饋交流：讀者可以登錄網(wǎng)站“北島夜話”留言與編者溝通。
本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)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。
由于編者水平有限，書(shū)中可能存在不妥之處，望讀者不吝批評(píng)指正。

李杰(北島李工)

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