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本書基于TIA Portal V16介紹了西門子S7-1200 PLC、G120變頻器、KTP400觸摸屏（HMI）的基本知識(shí)及其綜合應(yīng)用。通過大量實(shí)例和案例，通俗易懂地介紹PLC基本知識(shí)點(diǎn)的編程、仿真及應(yīng)用，變頻器多種功能參數(shù)的設(shè)置及調(diào)試，觸摸屏常用元件的組態(tài)，以及它們的綜合應(yīng)用。
本書中的每個(gè)案例均配有電路原理圖、控制程序及調(diào)試步驟，并且案例容易操作與實(shí)現(xiàn)，旨在讓讀者盡快掌握工控設(shè)備的基本知識(shí)及綜合應(yīng)用技能。
本書可作為高等職業(yè)院校電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化、軌道交通等相關(guān)專業(yè)及技術(shù)培訓(xùn)的教材，也可作為工程技術(shù)人員的自學(xué)或參考用書。

黨的二十大報(bào)告指出：堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，推進(jìn)新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國、航天強(qiáng)國、交通強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國。實(shí)施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程和重大技術(shù)裝備攻關(guān)工程，支持專精特新企業(yè)發(fā)展，推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展。PLC已成為自動(dòng)化控制領(lǐng)域不可或缺的設(shè)備之一，它常常與傳感器、變頻器、人機(jī)界面等設(shè)備配合使用，構(gòu)造出功能齊全、操作簡(jiǎn)單方便的自動(dòng)控制系統(tǒng)。鑒于西門子公司生產(chǎn)的S7-1200系列PLC、G120系列變頻器、KTP系列觸摸屏在國內(nèi)學(xué)校或企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用非常普遍的情況，編者結(jié)合多年的工程經(jīng)驗(yàn)及電氣自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并在企業(yè)技術(shù)人員的大力支持下編寫了本書，旨在使學(xué)生或具有一定電氣控制基礎(chǔ)知識(shí)的工程技術(shù)人員較快掌握西門子S7-1200 PLC、G120變頻器和KTP400觸摸屏綜合應(yīng)用技術(shù)。
本書共分為3篇：分別介紹了西門子S7-1200 PLC、G120變頻器和KTP400觸摸屏的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)及其應(yīng)用，并使用TIA Portal V16對(duì)其案例進(jìn)行組態(tài)、編程、仿真及調(diào)試。
在第一篇中，重點(diǎn)介紹了S7-1200 PLC的基本指令、功能指令、組織塊與函數(shù)塊、脈沖量與模擬量、以太網(wǎng)及USS通信等知識(shí)的編程及應(yīng)用，并介紹了S7-PLCSIM V16仿真軟件的使用。
在第二篇中，重點(diǎn)介紹了G120變頻器的面板操作，調(diào)試軟件Startdrive Advanced V16的應(yīng)用，數(shù)字量的輸入與輸出，模擬量的輸入與輸出，PROFINET網(wǎng)絡(luò)通信等功能的參數(shù)設(shè)置及其與PLC的聯(lián)機(jī)應(yīng)用。
在第三篇中，重點(diǎn)介紹了TIA Portal V16中組態(tài)軟件的使用，KTP400觸摸屏的指示燈、按鈕、開關(guān)、域（文本域、I（輸入）/O（輸出）域、符號(hào)I/O域、圖形I/O域）、圖形對(duì)象（滾動(dòng)條、棒圖、量表）等元件的組態(tài)技術(shù)及其與PLC和變頻器的綜合應(yīng)用。
為了便于教學(xué)和自學(xué)，并激發(fā)讀者的學(xué)習(xí)熱情，本書配有豐富的數(shù)字化資源，能滿足讀者線上和線下學(xué)習(xí)的需要，同時(shí)本書中的實(shí)例和案例均較為簡(jiǎn)單，且易于操作和實(shí)現(xiàn)。為了鞏固、提高和檢驗(yàn)讀者所學(xué)知識(shí)，各章均配有習(xí)題與思考。
本書是按照項(xiàng)目化理實(shí)一體教學(xué)的思路進(jìn)行編寫的，具備一定實(shí)驗(yàn)條件的院�？梢园凑毡緯幣诺捻樞蜻M(jìn)行教學(xué)。本書電子教學(xué)資料包中提供了案例的源程序、習(xí)題答案、參考資料和應(yīng)用軟件，為不具備實(shí)驗(yàn)條件的學(xué)生或工程技術(shù)人員自學(xué)提供方便，除涉及變頻器知識(shí)外，本書絕大部分實(shí)驗(yàn)都可以使用仿真軟件進(jìn)行模擬調(diào)試。
本書的編寫得到了江蘇沙鋼集團(tuán)淮鋼特鋼股份有限公司秦德良高級(jí)工程師的大力支持，他為教材的編寫提供了許多典型應(yīng)用案例，同時(shí)也得到了江蘇高校青藍(lán)工程的資助，在此表示衷心的感謝。
本書由江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院侍壽永、王玲擔(dān)任主編，夏玉紅、史宜巧擔(dān)任副主編，關(guān)士巖、薛嵐、侍澤逸參編，成建生擔(dān)任主審。侍壽永編寫本書的第1～5章，王玲編寫本書的第6～8章，夏玉紅、史宜巧共同編寫本書的第9、10章，關(guān)士巖、薛嵐、侍澤逸共同編寫本書的第11、12章，王玲、夏玉紅、侍澤逸共同制作完成了本書的微視頻等數(shù)字化資源。
由于編者水平有限，加之時(shí)間倉促，書中難免有疏漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

第一篇西門子S7-1200 PLC的編程及應(yīng)用
第1章基本指令的編程及應(yīng)用1
1.1 PLC概述1
1.1.1 PLC的產(chǎn)生及定義1
1.1.2 PLC的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)2
1.1.3 PLC的工作過程4
1.1.4 PLC的編程語言4
1.1.5 S7-1200 PLC的CPU模塊6
1.1.6 TIA Portal V16編程軟件8
1.2 S7-1200的尋址10
1.3 位邏輯指令11
1.3.1 觸點(diǎn)指令11
1.3.2 線圈指令12
1.3.3 置位/復(fù)位指令12
1.3.4 邊沿檢測(cè)指令14
1.4 案例1 電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行的 PLC控制16
1.4.1 目的16
1.4.2 任務(wù)16
1.4.3 步驟16
1.4.4 訓(xùn)練21
1.5 案例2 電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行的PLC控制21
1.5.1 目的21
1.5.2 任務(wù)21
1.5.3 步驟22
1.5.4 訓(xùn)練24
1.6 定時(shí)器及計(jì)數(shù)器指令24
1.6.1 定時(shí)器指令24
1.6.2 計(jì)數(shù)器指令29
1.7 案例3 電動(dòng)機(jī) -△減壓起動(dòng)的PLC控制32
1.7.1 目的32
1.7.2 任務(wù)32
1.7.3 步驟32
1.7.4 訓(xùn)練35
1.8 案例4 電動(dòng)機(jī)循環(huán)起停的 PLC控制36
1.8.1 目的36
1.8.2 任務(wù)36
1.8.3 步驟36
1.8.4 訓(xùn)練42
1.9 習(xí)題與思考42
第2章功能指令的編程及應(yīng)用44
2.1 數(shù)據(jù)類型44
2.1.1 基本數(shù)據(jù)類型44
2.1.2 復(fù)雜數(shù)據(jù)類型45
2.2 數(shù)據(jù)處理指令46
2.2.1 移動(dòng)指令46
2.2.2 比較指令48
2.2.3 移位和循環(huán)移位指令50
2.2.4 轉(zhuǎn)換指令52
2.3 案例5 跑馬燈的PLC控制53
2.3.1 目的53
2.3.2 任務(wù)54
2.3.3 步驟54
2.3.4 訓(xùn)練56
2.4 運(yùn)算指令56
2.4.1 數(shù)學(xué)運(yùn)算指令56
2.4.2 邏輯運(yùn)算指令58
2.5 案例6 9s倒計(jì)時(shí)的PLC控制59
2.5.1 目的59
2.5.2 任務(wù)59
2.5.3 步驟59
2.5.4 訓(xùn)練62
2.6 程序控制指令63
2.7 習(xí)題與思考65
第3章程序結(jié)構(gòu)的編程及應(yīng)用67
3.1 函數(shù)與函數(shù)塊67
3.1.1 函數(shù)68
3.1.2 函數(shù)塊71
3.2 案例7 多級(jí)分頻器的PLC控制74
3.2.1 目的74
3.2.2 任務(wù)74
3.2.3 步驟74
3.2.4 訓(xùn)練78
3.3 組織塊78
3.3.1 事件和組織塊79
3.3.2 程序循環(huán)組織塊80
3.3.3 啟動(dòng)組織塊80
3.3.4 循環(huán)中斷組織塊81
3.3.5 延時(shí)中斷組織塊82
3.3.6 硬件中斷組織塊83
3.4 案例8 電動(dòng)機(jī)斷續(xù)運(yùn)行的PLC控制84
3.4.1 目的84
3.4.2 任務(wù)85
3.4.3 步驟85
3.4.4 訓(xùn)練87
3.5 案例9 電動(dòng)機(jī)延時(shí)停止的 PLC控制87
3.5.1 目的87
3.5.2 任務(wù)87
3.5.3 步驟87
3.5.4 訓(xùn)練89
3.6 習(xí)題與思考89
第4章脈沖量與模擬量的編程及應(yīng)用91
4.1 脈沖指令91
4.1.1 編碼器91
4.1.2 高速計(jì)數(shù)器92
4.1.3 高速脈沖輸出98
4.2 案例10 鋼包車行走控制102
4.2.1 目的102
4.2.2 任務(wù)102
4.2.3 步驟102
4.2.4 訓(xùn)練106
4.3 案例11 步進(jìn)電機(jī)控制106
4.3.1 目的106
4.3.2 任務(wù)107
4.3.3 步驟107
4.3.4 訓(xùn)練110
4.4 模擬量110
4.4.1 S7-1200 PLC模擬量模塊110
4.4.2 模擬量模塊的地址分配111
4.4.3 模擬量模塊的組態(tài)112
4.4.4 模擬量值的表示114
4.5 案例12 面漆線烘干系統(tǒng)的PLC控制115
4.5.1 目的115
4.5.2 任務(wù)115
4.5.3 步驟115
4.5.4 訓(xùn)練118
4.6 習(xí)題與思考118
第5章網(wǎng)絡(luò)通信的編程及應(yīng)用119
5.1 以太網(wǎng)通信119
5.1.1 通信簡(jiǎn)介119
5.1.2 S7-1200 PLC之間的以太網(wǎng)通信120
5.2 案例13 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同向運(yùn)行控制128
5.2.1 目的128
5.2.2 任務(wù)128
5.2.3 步驟128
5.2.4 訓(xùn)練133
5.3 USS通信133
5.3.1 USS通信概述133
5.3.2 USS通信指令134
5.4 案例14 面漆線傳輸鏈的速度控制136
5.4.1 目的136
5.4.2 任務(wù)137
5.4.3 步驟137
5.4.4 訓(xùn)練140
5.5 習(xí)題與思考141
第二篇西門子G120變頻器的應(yīng)用
第6章 G120變頻器的面板操作及調(diào)試軟件應(yīng)用142
6.1 變頻器簡(jiǎn)介142
6.1.1 變頻器的定義及作用142
6.1.2 變頻器的組成及分類143
6.1.3 變頻器的工作原理144
6.1.4 變頻器的應(yīng)用場(chǎng)所144
6.2 西門子G120變頻器145
6.2.1 G120變頻器的端子介紹145
6.2.2 G120變頻器的操作面板146
6.2.3 G120變頻器的面板操作148
6.2.4 G120變頻器的快速調(diào)試148
6.3 案例15 面板控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行149
6.3.1 目的149
6.3.2 任務(wù)150
6.3.3 步驟150
6.3.4 訓(xùn)練150
6.4 調(diào)試軟件Startdrive 的應(yīng)用151
6.4.1 驅(qū)動(dòng)軟件安裝151
6.4.2 創(chuàng)建及下載項(xiàng)目151
6.4.3 在線調(diào)試155
6.5 案例16 使用軟件在線控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行164
6.5.1 目的164
6.5.2 任務(wù)164
6.5.3 步驟164
6.5.4 訓(xùn)練165
6.6 習(xí)題與思考165
第7章 G120變頻器的數(shù)字量應(yīng)用167
7.1 數(shù)字量輸入167
7.1.1 端子及連接167
7.1.2 預(yù)定義接口宏168
7.1.3 指令源和設(shè)定值源169
7.1.4 固定頻率運(yùn)行169
7.1.5 電動(dòng)電位器（MOP）給定172
7.1.6 使用調(diào)試軟件實(shí)現(xiàn)固定速度運(yùn)行173
7.2 案例17 電動(dòng)機(jī)的七段速運(yùn)行控制175
7.2.1 目的175
7.2.2 任務(wù)175
7.2.3 步驟175
7.2.4 訓(xùn)練177
7.3 數(shù)字量輸出177
7.3.1 端子及連接177
7.3.2 相關(guān)參數(shù)177
7.3.3 數(shù)字量輸出應(yīng)用177
7.3.4 使用調(diào)試軟件修改數(shù)字量輸出參數(shù)178
7.4 案例18 電動(dòng)機(jī)的工變頻運(yùn)行控制179
7.4.1 目的179

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