SIMATIC S7-1500与TIA博途软件使用指南（2DVD）

SIMATICS7-1500自动化系统是在SIMATICS7-300/400系统的基础上进一步开发的，通过集成大量的新功能和新特性，SIMATICS7-1500自动化系统具有卓越的性能和出色的可用性。借助于西门子新一代框架结构的TIA博途软件，可在同一开发环境下组态开发可编程序控制器、人机界面和驱动系统等。统一的数据库使各个系统之间轻松、快速地进行互连互通，真正达到了控制系统的全集成自动化。
　　
　　本书深入浅出地介绍了在TIA博途V13SP1环境下如何组态和使用SIMATICS7-1500的PROFINET/PROFIBUS通信、编程、Web服务器、PID控制、轨迹追踪等功能，不但适合新手的快速入门，而且可供具有STEP7V5X和SIMATICS7-300/400使用经验的工程师借鉴和参考，也可以用作大专院校相关专业师生的培训资料。
　　
　　随书附带光盘中带有TIA博途V13SP1演示版安装软件，可用于学习与实践。除此之外，在光盘中还附带了SIMATICS7-1500功能和亮点使用的视频文件，便于读者更加快速地掌握SIMATICS7-1500系列可编程序控制器，视频使用早期的TIA博途V12版本制作，与V13版本有微小的差别，但是不影响使用。
　　
　　序
　　
　　前言
　　
　　缩略语
　　
　　第1章TIA博途软件概述1
　　
　　11TIA博途软件简介1
　　
　　12TIA博途软件构成1
　　
　　121TIA博途STEP72
　　
　　122TIA博途STEP7工程组态系统的选件2
　　
　　123TIA博途WinCC2
　　
　　124TIA博途WinCC工程组态系统和运行系统的选件3
　　
　　13TIA博途软件的安装3
　　
　　131硬件要求3
　　
　　132支持的操作系统4
　　
　　133安装步骤4
　　
　　14TIA博途软件的卸载8
　　
　　15授权管理功能10
　　
　　151授权的种类10
　　
　　152授权管理器11
　　
　　16TIA博途软件的特性11
　　
　　第2章TIA博途软件平台支持的新一代PLC产品介绍14
　　
　　21完整的PLC产品线全面满足用户需求14
　　
　　22全新分布式和PCBased自动化解决方案15
　　
　　23集成功能安全和信息安全16
　　
　　24高效的开发环境16
　　
　　第3章SIMATICS71500PLC控制系统的硬件组成17
　　
　　31负载电源PM与系统电源PS17
　　
　　311负载电源PM(PowerModule)17
　　
　　312系统电源PS(PowerSupply)17
　　
　　313系统电源选择示例17
　　
　　314查看功率分配详细信息19
　　
　　32SIMATICS71500CPU20
　　
　　321SIMATICS71500CPU简介20
　　
　　322SIMATICS71500CPU操作模式21
　　
　　323SIMATICS71500CPU的存储器21
　　
　　324SIMATICS71500CPU过程映像区的功能25
　　
　　33SIMATICS71500显示屏(Display)27
　　
　　34信号模块29
　　
　　341模块特性分类30
　　
　　342模块宽度的划分30
　　
　　343数字量输入模块30
　　
　　344数字量输出模块31
　　
　　345数字量输入/输出模块33
　　
　　346模拟量输入模块34
　　
　　347模拟量输出模块46
　　
　　348模拟量输入／输出模块49
　　
　　35通信模块51
　　
　　351点对点通信模块51
　　
　　352PROFIBUS通信模块51
　　
　　353PROFINET/ETHERNET通信模块52
　　
　　36工艺模块52
　　
　　361高速计数器模块52
　　
　　362基于时间的I/O模块53
　　
　　第4章SIMATICS71500硬件配置54
　　
　　41配置一个SIMATICS71500站点54
　　
　　411添加一个SIMATICS71500新设备54
　　
　　412配置SIMATICS71500的中央机架55
　　
　　413使用检测功能配置SIMATICS71500中央机架58
　　
　　42CPU参数配置59
　　
　　421常规59
　　
　　422PROFINET接口［X1］59
　　
　　423DP接口［X3］68
　　
　　424启动69
　　
　　425周期71
　　
　　426系统和时钟存储器72
　　
　　427系统诊断73
　　
　　428Web服务器73
　　
　　429显示76
　　
　　4210用户界面语言78
　　
　　4211时间78
　　
　　4212保护79
　　
　　4213系统电源79
　　
　　4214组态控制80
　　
　　4215连接资源80
　　
　　4216地址总览82
　　
　　43SIMATICS71500I/O参数82
　　
　　431数字量输入模块参数配置83
　　
　　432数字量输出模块参数配置87
　　
　　433模拟量输入模块参数配置88
　　
　　434模拟量输出模块参数配置90
　　
　　44配置分布式I/O91
　　
　　441配置PROFIBUS从站91
　　
　　442配置PROFINET设备94
　　
　　第5章数据类型与地址区97
　　
　　51SIMATICS71500PLC的数据类型97
　　
　　511基本数据类型97
　　
　　512复合数据类型103
　　
　　513PLC数据类型106
　　
　　514参数类型107
　　
　　515系统数据类型108
　　
　　516硬件数据类型110
　　
　　52SIMATICS71500PLC的地址区111
　　
　　521CPU地址区的划分及寻址方法111
　　
　　522全局变量与局部变量117
　　
　　523全局常量与局部常量118
　　
　　第6章SIMATICS71500PLC的编程指令119
　　
　　61指令的处理120
　　
　　611LAD指令处理120
　　
　　612STL指令处理121
　　
　　613立即读与立即写123
　　
　　62基本指令123
　　
　　621位逻辑运算指令123
　　
　　622定时器指令125
　　
　　623计数器指令126
　　
　　624比较器指令127
　　
　　625数学函数指令128
　　
　　626移动操作指令130
　　
　　627转换指令132
　　
　　628程序控制操作指令133
　　
　　629字逻辑运算指令135
　　
　　6210移位和循环移位指令136
　　
　　6211原有指令137
　　
　　6212STL其他指令138
　　
　　63扩展指令138
　　
　　631日期与时间指令138
　　
　　632字符串与字符指令139
　　
　　633过程映像指令139
　　
　　634分布式I/O指令140
　　
　　635PROFIenergy指令140
　　
　　636模块参数化分配指令141
　　
　　637中断指令141
　　
　　638报警指令142
　　
　　639诊断指令142
　　
　　6310配方和数据记录指令143
　　
　　6311数据块控制指令143
　　
　　6312寻址指令143
　　
　　64工艺指令144
　　
　　65通信指令145
　　
　　第7章程序块147
　　
　　71用户程序中的程序块147
　　
　　711组织块与程序结构148
　　
　　712用户程序的分层调用149
　　
　　72组织块(OB)149
　　
　　721组织块类型与优先级151
　　
　　722CPU的过载特性156
　　
　　723组织块的本地数据区堆栈(L堆栈)156
　　
　　724组织块的接口区158
　　
　　73函数(FC)158
　　
　　731函数的接口区158
　　
　　732无形参函数(子程序功能)159
　　
　　733带有形参的函数160
　　
　　734函数嵌套调用时允许参数传递的数据类型162
　　
　　74函数块(FB)164
　　
　　741函数块的接口区164
　　
　　742函数块与背景数据块165
　　
　　743函数块嵌套调用时允许参数传递的数据类型168
　　
　　75数据块(DB)169
　　
　　751全局数据块(GlobalDB)170
　　
　　752背景数据块171
　　
　　753系统数据类型作为全局数据块的模板172
　　
　　754通过PLC数据类型创建DB173
　　
　　755数组DB174
　　
　　第8章SIMATICS71500组态控制功能177
　　
　　81组态控制的原理177
　　
　　82软件、硬件要求以及使用范围177
　　
　　83SIMATICS71500硬件配置的数据记录格式178
　　
　　84SIMATICS71500中央机架模块组态控制示例179
　　
　　85PROFINETIO系统的组态控制181
　　
　　851软硬件要求以及实现原理181
　　
　　852IO系统的组态控制的数据格式181
　　
　　853IO系统的组态控制示例182
　　
　　第9章SIMATICS71500PLC的通信功能186
　　
　　91网络概述186
　　
　　92网络及通信服务的转变187
　　
　　921从PROFIBUS到PROFINET的转变187
　　
　　922MPI接口被PROFINET接口替代188
　　
　　923基于PROFIBUS通信服务的变化188
　　
　　93PROFIBUS网络188
　　
　　931PROFIBUS接口的种类188
　　
　　932PROFIBUS的访问机制189
　　
　　933PROFIBUS网络的通信速率与通信距离189
　　
　　934PROFIBUS网络拓扑结构189
　　
　　935安装GSD文件191
　　
　　936使用PROFIBUSDP进行CPU站点间通信192
　　
　　94工业以太网与PROFINET194
　　
　　941工业以太网通信介质195
　　
　　942工业以太网拓扑结构195
　　
　　943SIMATICS71500系统以太网接口195
　　
　　944SIMATICS71500PLC以太网支持的通信服务196
　　
　　945SIMATICS71500OUC通信示例200
　　
　　946SIMATICS71500S7通信示例209
　　
　　947SIMATICS71500路由通信功能222
　　
　　948配置PROFINETIO设备224
　　
　　949无需存储介质更换IO设备227
　　
　　9410允许覆盖PROFINET设备名称模式229
　　
　　9411按网段自动分配IP地址和设备名称229
　　
　　9412网络拓扑功能与配置232
　　
　　9413MRP介质冗余233
　　
　　9414IDevice智能设备的配置234
　　
　　9415MODBUSTCP238
　　
　　95SIMATICS71500PLC与HMI通信244
　　
　　951SIMATICS71500PLC与HMI在相同项目中通信244
　　
　　952SIMATICS71500PLC与HMI在不同项目中通信246
　　
　　953使用OPC连接SIMATICS71500PLC247
　　
　　96串行通信250
　　
　　961SIMATICS71500/ET200MP串行通信模块的类型250
　　
　　962串行通信接口类型及连接方式251
　　
　　963自由口协议参数设置254
　　
　　964串行通信模块的通信函数258
　　
　　965自由口协议通信示例258
　　
　　966MODBUSRTU通信协议260
　　
　　第10章SIMATICS71500PLC的PID功能267
　　
　　101控制原理267
　　
　　1011受控系统267
　　
　　1012受控系统的特征值268
　　
　　1013执行器269
　　
　　1014不同类型控制器的响应269
　　
　　102SIMATICS71500PLC支持的PID指令270
　　
　　1021PIDCompact指令270
　　
　　1022PID3Step指令271
　　
　　1023PIDTemp指令271
　　
　　1024控制器的串级控制271
　　
　　103PIDCompact指令的调用与PID调试示例271
　　
　　1031组态PIDCompactV2工艺对象272
　　
　　1032调用指令PIDCompactV2276
　　
　　1033调试PID279
　　
　　第11章SIMATICS71500PLC的工艺及特殊功能模块282
　　
　　111工艺模块282
　　
　　112工艺对象282
　　
　　113计数模块和位置检测模块的分类和性能283
　　
　　114TMCount模块和TMPosInput模块通过工艺对象(TO)实现计数和测量284
　　
　　115使用TMPosInput模块检测来自SSI绝对值编码器的信号291
　　
　　116带计数功能的DI模块296
　　
　　117TimebasedIO模板298
　　
　　1171功能描述298
　　
　　1172TimebasedIO时间控制功能举例299
　　
　　第12章SIMATICS71500PLC的诊断功能309
　　
　　121SIMATICS71500PLC诊断功能介绍309
　　
　　122通过LED状态指示灯实现诊断310
　　
　　123通过PG/PC实现诊断311
　　
　　124在HMI上通过调用诊断控件实现诊断312
　　
　　125通过SIMATICS71500的Web服务器功能实现诊断313
　　
　　126通过SIMATICS71500CPU自带的显示屏实现诊断319
　　
　　127通过编写程序实现诊断319
　　
　　128通过模块自带诊断功能进行诊断324
　　
　　129通过模块的值状态功能实现诊断325
　　
　　1210通过用户自定义报警诊断程序实现诊断327
　　
　　第13章访问保护330
　　
　　131SIMATICS71500的访问保护方式330
　　
　　132通过设置CPU的4层访问级别实现访问控制330
　　
　　133通过设置CPUWeb服务器访问密码实现访问控制332
　　
　　134通过CPU自带的显示屏实现访问保护332
　　
　　135通过设置PLC的程序块专有技术保护功能实现访问保护333
　　
　　136绑定程序块到CPU序列号或SMC卡序列号334
　　
　　137通过带安全功能的CP15431以太网模块335
　　
　　1371通过CP15431的防火墙功能实现访问保护336
　　
　　1372通过CP15431的VPN功能实现访问保护337
　　
　　第14章程序调试339
　　
　　141程序信息339
　　
　　1411调用结构339
　　
　　1412从属性结构339
　　
　　1413分配列表340
　　
　　1414程序资源340
　　
　　142交****引用341
　　
　　143程序的下载、上传、复位操作343
　　
　　1431设置SIMATICS71500CPU的IP地址343
　　
　　1432下载程序到CPU344
　　
　　1433下载程序到SIMATIC存储卡SMC345
　　
　　1434SIMATICS71500的一致性下载特性346
　　
　　1435SIMATICS71500程序的上传346
　　
　　1436SIMATICS71500CPU存储器复位348
　　
　　1437删除SIMATICS71500CPU中的程序块348
　　
　　1438改变SIMATICS71500数据块内容对过程值的影响348
　　
　　1439SIMATICS71500数据块的快照功能350
　　
　　144SIMATICS71500的路由编程功能351
　　
　　145比较功能352
　　
　　1451离线/在线比较352
　　
　　1452离线/离线比较354
　　
　　146使用程序编辑器调试程序354
　　
　　1461调试LAD/FBD程序354
　　
　　1462调试STL程序355
　　
　　1463调用环境功能356
　　
　　147使用监控表进行调试357
　　
　　1471创建监控表并添加变量357
　　
　　1472变量的监控和修改358
　　
　　1473强制变量359
　　
　　148硬件诊断360
　　
　　1481硬件的诊断图标360
　　
　　1482模块的在线与诊断功能361
　　
　　1483更新硬件固件版本362
　　
　　149使用仿真器SIMATICS7PLCSIM测试用户程序364
　　
　　1491启动SIMATICS71500仿真器365
　　
　　1492创建SIM表格365
　　
　　1493创建序列366
　　
　　1494仿真通信功能367
　　
　　1410使用Trace跟踪变量367
　　
　　14101配置Trace367
　　
　　14102Trace的操作369
　　
　　1411SIMATICS71500联合调试功能370
　　
　　第15章TIA博途软件的库功能372
　　
　　151库基本知识372
　　
　　1511项目库类型的使用372
　　
　　1512项目库主模板的使用375
　　
　　1513全局库的使用376
　　
　　第16章打印和归档程序379
　　
　　161打印简介379
　　
　　1611打印设置379
　　
　　1612框架和封面381
　　
　　1613文档信息382
　　
　　1614打印预览384
　　
　　162程序归档简介384
　　
　　1621程序归档的方式384
　　
　　1622项目恢复386
　　
　　第17章移植S7300/400项目到SIMATICS7-1500387
　　
　　171S7-300/400项目移植到SIMATICS7-1500简介387
　　
　　172移植S7300/400项目的限制387
　　
　　1721硬件限制387
　　
　　1722功能限制387
　　
　　1723集成项目的注意事项388
　　
　　173项目移植的前期准备工作388
　　
　　174在STEP7V55中对原项目进行检查389
　　
　　1741移植STEP7V55的S7-300/400项目到TIA博途软件391
　　
　　1742移植TIA博途软件中的S7-300/400项目到SIMATICS7-1500392
　　
　　附录寻求帮助395
　　
　　参考文献398

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