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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）的基本知識及其綜合應用。通過大量實例和案例，通俗易懂地介紹PLC基本知識點的編程、仿真及應用，變頻器多種功能參數(shù)的設置及調試，觸摸屏常用元件的組態(tài)，以及它們的綜合應用。
本書中的每個案例均配有電路原理圖、控制程序及調試步驟，并且案例容易操作與實現(xiàn)，旨在讓讀者盡快掌握工控設備的基本知識及綜合應用技能。
本書可作為高等職業(yè)院校電氣自動化、機電一體化、軌道交通等相關專業(yè)及技術培訓的教材，也可作為工程技術人員的自學或參考用書。

黨的二十大報告指出：堅持把發(fā)展經(jīng)濟的著力點放在實體經(jīng)濟上，推進新型工業(yè)化，加快建設制造強國、質量強國、航天強國、交通強國、網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國。實施產(chǎn)業(yè)基礎再造工程和重大技術裝備攻關工程，支持專精特新企業(yè)發(fā)展，推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展。PLC已成為自動化控制領域不可或缺的設備之一，它常常與傳感器、變頻器、人機界面等設備配合使用，構造出功能齊全、操作簡單方便的自動控制系統(tǒng)。鑒于西門子公司生產(chǎn)的S7-1200系列PLC、G120系列變頻器、KTP系列觸摸屏在國內學�；蚱髽I(yè)現(xiàn)場使用非常普遍的情況，編者結合多年的工程經(jīng)驗及電氣自動化專業(yè)的教學經(jīng)驗，并在企業(yè)技術人員的大力支持下編寫了本書，旨在使學生或具有一定電氣控制基礎知識的工程技術人員較快掌握西門子S7-1200 PLC、G120變頻器和KTP400觸摸屏綜合應用技術。
本書共分為3篇：分別介紹了西門子S7-1200 PLC、G120變頻器和KTP400觸摸屏的相關知識點及其應用，并使用TIA Portal V16對其案例進行組態(tài)、編程、仿真及調試。
在第一篇中，重點介紹了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通信等知識的編程及應用，并介紹了S7-PLCSIM V16仿真軟件的使用。
在第二篇中，重點介紹了G120變頻器的面板操作，調試軟件Startdrive Advanced V16的應用，數(shù)字量的輸入與輸出，模擬量的輸入與輸出，PROFINET網(wǎng)絡通信等功能的參數(shù)設置及其與PLC的聯(lián)機應用。
在第三篇中，重點介紹了TIA Portal V16中組態(tài)軟件的使用，KTP400觸摸屏的指示燈、按鈕、開關、域（文本域、I（輸入）/O（輸出）域、符號I/O域、圖形I/O域）、圖形對象（滾動條、棒圖、量表）等元件的組態(tài)技術及其與PLC和變頻器的綜合應用。
為了便于教學和自學，并激發(fā)讀者的學習熱情，本書配有豐富的數(shù)字化資源，能滿足讀者線上和線下學習的需要，同時本書中的實例和案例均較為簡單，且易于操作和實現(xiàn)。為了鞏固、提高和檢驗讀者所學知識，各章均配有習題與思考。
本書是按照項目化理實一體教學的思路進行編寫的，具備一定實驗條件的院�？梢园凑毡緯幣诺捻樞蜻M行教學。本書電子教學資料包中提供了案例的源程序、習題答案、參考資料和應用軟件，為不具備實驗條件的學生或工程技術人員自學提供方便，除涉及變頻器知識外，本書絕大部分實驗都可以使用仿真軟件進行模擬調試。
本書的編寫得到了江蘇沙鋼集團淮鋼特鋼股份有限公司秦德良高級工程師的大力支持，他為教材的編寫提供了許多典型應用案例，同時也得到了江蘇高校青藍工程的資助，在此表示衷心的感謝。
本書由江蘇電子信息職業(yè)學院侍壽永、王玲擔任主編，夏玉紅、史宜巧擔任副主編，關士巖、薛嵐、侍澤逸參編，成建生擔任主審。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，加之時間倉促，書中難免有疏漏之處，懇請讀者批評指正。

第一篇西門子S7-1200 PLC的編程及應用
第1章基本指令的編程及應用1
1.1 PLC概述1
1.1.1 PLC的產(chǎn)生及定義1
1.1.2 PLC的結構及特點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 觸點指令11
1.3.2 線圈指令12
1.3.3 置位/復位指令12
1.3.4 邊沿檢測指令14
1.4 案例1 電動機點動運行的 PLC控制16
1.4.1 目的16
1.4.2 任務16
1.4.3 步驟16
1.4.4 訓練21
1.5 案例2 電動機連續(xù)運行的PLC控制21
1.5.1 目的21
1.5.2 任務21
1.5.3 步驟22
1.5.4 訓練24
1.6 定時器及計數(shù)器指令24
1.6.1 定時器指令24
1.6.2 計數(shù)器指令29
1.7 案例3 電動機 -△減壓起動的PLC控制32
1.7.1 目的32
1.7.2 任務32
1.7.3 步驟32
1.7.4 訓練35
1.8 案例4 電動機循環(huán)起停的 PLC控制36
1.8.1 目的36
1.8.2 任務36
1.8.3 步驟36
1.8.4 訓練42
1.9 習題與思考42
第2章功能指令的編程及應用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 復雜數(shù)據(jù)類型45
2.2 數(shù)據(jù)處理指令46
2.2.1 移動指令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54
2.3.3 步驟54
2.3.4 訓練56
2.4 運算指令56
2.4.1 數(shù)學運算指令56
2.4.2 邏輯運算指令58
2.5 案例6 9s倒計時的PLC控制59
2.5.1 目的59
2.5.2 任務59
2.5.3 步驟59
2.5.4 訓練62
2.6 程序控制指令63
2.7 習題與思考65
第3章程序結構的編程及應用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 多級分頻器的PLC控制74
3.2.1 目的74
3.2.2 任務74
3.2.3 步驟74
3.2.4 訓練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 啟動組織塊80
3.3.4 循環(huán)中斷組織塊81
3.3.5 延時中斷組織塊82
3.3.6 硬件中斷組織塊83
3.4 案例8 電動機斷續(xù)運行的PLC控制84
3.4.1 目的84
3.4.2 任務85
3.4.3 步驟85
3.4.4 訓練87
3.5 案例9 電動機延時停止的 PLC控制87
3.5.1 目的87
3.5.2 任務87
3.5.3 步驟87
3.5.4 訓練89
3.6 習題與思考89
第4章脈沖量與模擬量的編程及應用91
4.1 脈沖指令91
4.1.1 編碼器91
4.1.2 高速計數(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102
4.2.3 步驟102
4.2.4 訓練106
4.3 案例11 步進電機控制106
4.3.1 目的106
4.3.2 任務107
4.3.3 步驟107
4.3.4 訓練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115
4.5.3 步驟115
4.5.4 訓練118
4.6 習題與思考118
第5章網(wǎng)絡通信的編程及應用119
5.1 以太網(wǎng)通信119
5.1.1 通信簡介119
5.1.2 S7-1200 PLC之間的以太網(wǎng)通信120
5.2 案例13 兩臺電動機的同向運行控制128
5.2.1 目的128
5.2.2 任務128
5.2.3 步驟128
5.2.4 訓練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137
5.4.3 步驟137
5.4.4 訓練140
5.5 習題與思考141
第二篇西門子G120變頻器的應用
第6章 G120變頻器的面板操作及調試軟件應用142
6.1 變頻器簡介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 變頻器的應用場所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變頻器的快速調試148
6.3 案例15 面板控制電動機的運行149
6.3.1 目的149
6.3.2 任務150
6.3.3 步驟150
6.3.4 訓練150
6.4 調試軟件Startdrive 的應用151
6.4.1 驅動軟件安裝151
6.4.2 創(chuàng)建及下載項目151
6.4.3 在線調試155
6.5 案例16 使用軟件在線控制電動機的運行164
6.5.1 目的164
6.5.2 任務164
6.5.3 步驟164
6.5.4 訓練165
6.6 習題與思考165
第7章 G120變頻器的數(shù)字量應用167
7.1 數(shù)字量輸入167
7.1.1 端子及連接167
7.1.2 預定義接口宏168
7.1.3 指令源和設定值源169
7.1.4 固定頻率運行169
7.1.5 電動電位器（MOP）給定172
7.1.6 使用調試軟件實現(xiàn)固定速度運行173
7.2 案例17 電動機的七段速運行控制175
7.2.1 目的175
7.2.2 任務175
7.2.3 步驟175
7.2.4 訓練177
7.3 數(shù)字量輸出177
7.3.1 端子及連接177
7.3.2 相關參數(shù)177
7.3.3 數(shù)字量輸出應用177
7.3.4 使用調試軟件修改數(shù)字量輸出參數(shù)178
7.4 案例18 電動機的工變頻運行控制179
7.4.1 目的179

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