廖常初：跟我动手学S7-1200/1500

S7-1200/1500是西门子新一代的PLC，S7-1500是S7-300/400的升级换代产品。我想借这个帖子，与各位网友交流学习S7-1200/1500的方法，解答在学习中遇到的问题，帮助大家学好S7-1200/1500。
西门子于2009年5月发布了小型PLC S7-1200，其软件平台TIA博途为V10.5。S7-1200的外形与S7-200差不多，价格比S7-200略高一些，但是功能比S7-200强大得多。2013年3月发布了S7-1500和TIA博途V12版。
TIA博途是西门子自动化的全新工程设计软件平台，它将所有自动化软件工具集成在统一的开发环境中，TIA博途中的软件操作直观、上手容易、使用简单方便。S7-1200/1500和S7-300/400都可以使用基于TIA博途的STEP 7来编程。TIA博途中的WinCC是用于西门子的HMI、工业PC和标准PC的组态软件，TIA博途中的SIMATIC STEP 7 Safety适用于标准和故障安全自动化的工程组态系统，SINAMICS Startdrive是适用于所有西门子驱动装置和控制器的工程组态平台。TIA博途结合面向运动控制的SCOUT软件，可以实现对SIMOTION运动控制器的组态和程序编辑。
S7-1200/1500与S7-300/400的程序结构相同，用户程序由代码块和数据块组成。代码块包括组织块、函数和函数块，数据块包括全局数据块和背景数据块。
S7-1200/1500使用的编程语言有梯形图LAD、功能块图FBD和结构化控制语言（SCL）。S7-1500还可以使用语句表STL和顺序功能图S7-Graph。S7-300/400也可以使用上述编程语言。
S7-1200/1500与S7-300/400、S7-200的指令有较大的区别。S7-1200/1500的指令包含了S7-300/400的库中的某些函数、函数块、系统函数和系统函数块。S7-1200的指令集是S7-1500指令集的子集。S7-1200/1500的指令集的功能比S7-300/400的更强，表达方式更为简洁。例如S7-1200/1500 的“转换值”指令CONVERT（CONV）的输入、输出参数可以设置为十多种数据类型，包含了S7-300/400多条指令的功能。
S7-1200/1500的CPU均有PROFINET以太网接口，通过该接口可以与计算机、人机界面、PROFINET I/O设备和其他PLC通信，支持多种通信协议。S7-1200/1500还可以实现PROFIBUS-DP通信。S7-1200与S7-1500具有很多相同的通信功能，其组态和编程方法相同。S7-1500的通信功能更强大一些。
S7-1500不是通过扩展机架，而是通过分布式I/O进行扩展。ET 200MP与S7-1500的主机架使用相同的模块。ET 200SP主要与S7-1200/1500配合使用。
S7-1500有标准型、工艺型、紧凑型、高防护等级型、分布式和开放式、故障安全型CPU，和基于PC的软控制器，CPU带有显示屏。ET 200SP CPU兼备S7-1500的功能，其身形小巧、价格便宜。
S7-1200与S7-1500的诊断功能和诊断方法基本上相同，S7-1500还可以用CPU的显示屏进行诊断。
S7-1500的性价比高于S7-300/400，与S7-300/400相比，S7-1500已成为新设备的控制系统的首选。

   我是西门子在全国征集后确定的S7-1200图书“金牌作者”之一。根据英文版软件和S7-1200的英文系统手册，在该产品发布6个月后出版了我主编的《S7-1200  PLC编程及应用》。该书出版后西门子发布了中文版软件和中文手册，为了方便读者，我根据中文软件和中文手册编写了该书的第2版，并在初版出版半年后的2010年6月出版了第2版。
   全国大学生“‘西门子杯’工业自动化挑战赛”是在教育部与西门子（中国）有限公司签订的战略合作框架下的一项国家级赛事。其中的逻辑控制应用赛项和工业信息设计开发赛项均规定使用S7-1200。该赛事后来改名为“‘西门子杯’中国智能制造挑战赛”。
   各大专院校为了准备和参加这个赛事，纷纷开设S7-1200的课程。我编写的《S7-1200  PLC编程及应用》也因此受益，销量大增。但是听说教材热销我心里很是不安，因为2010年出版的第2版已经严重地滞后于产品的发展，S7-1200的硬件已经由V1.0发展到V4.2，软件也由V10.5升级到当时的V13 SP1。如果读者和学生继续使用6年前的书，实在是对不起他们。为此我放下已经完成初稿的另一本书，开始写《S7-1200  PLC编程及应用》的第3版。
   该书根据S7-1200 V4.2的硬件和TIA博途 V13 SP1改写。详细介绍了仿真软件S7-PLCSIM的使用方法和大量的仿真实例，读者可以用仿真软件来做绝大多数例程的实验和实验指导书中的实验。可以通过随书光盘中的例程和纯软件仿真来学习PID参数的手动和自动整定的方法。
   该书通过几十个例程，深入浅出地全面介绍了S7-1200应用中的各种问题。通信和故障诊断部分增加了大量的内容。随  书光盘提供了V13 SP1编程软件和仿真软件、多本用户手册、40多个例程和30多个多媒体视频教程。为了方便教学，各章配有习题，有20多个实验的指导书。
   我主编的《S7-1200  PLC应用教程》是高职高专教程。

编写《S7-1200/1500 PLC应用技术》的思考

   S7-1500 产品上市后，我有过写S7-1500的书的念头，但是因为涉及的内容广泛，当时的资料比较少，产品和编程软件都处于发展和完善过程之中，所以没有将S7-1500的书列入计划。
   2017年7月出版了我根据当时最新的软件和硬件编写的《S7-1200 PLC编程及应用第3版》。因为S7-1200和S7-1500有很多共同之处，该书的出版给《S7-1200/1500 PLC应用技术》的编写打下了基础。
   这本书需要考虑的第一个问题是只介绍S7-1500还是同时介绍S7-1200和S7-1500？从外形来看，S7-1200和S7-1500的差异相当大。但是它们使用同样的编程软件和仿真软件，它们的指令系统、程序结构、通信网络和通信协议、监控方法、PID控制等都是兼容的，它们之间的“亲密”关系与S7-300和S7-400差不多，但是S7-1200的价格比S7-300便宜得多。因此我觉得把S7-1200和S7-1500放到一本书里是恰当的。该书只与S7-1200有关的部分不到全书的10%。
   这本书继承了我主编的《S7-300/400 PLC应用技术》的特点和风格，重点放在实现某个任务具体的操作步骤上。以S7-1200之间的开放式用户通信为例，详细介绍了硬件组态和网络组态、典型的程序结构和通信程序的编写、连接参数的组态、通信的硬件实验和仿真实验的方法。读者根据正文的叙述一步一步地进行操作，就能生成项目和实现S7-1200之间的开放式用户通信。
   为了减少篇幅，尽量避免相同内容的重复。以开放式用户通信为例，正文重点介绍了S7-1200之间的ISO-on-TCP协议的通信，读者可以通过项目简介和随书光盘中的多个例程，了解TCP协议的通信和S7-1200、S7-1500、S7-300/400之间的开放式用户通信的组态、编程和调试的方法。此外，对插图进行了优化处理，在保证插图的基本信息的基础上，尽量缩小插图占的面积。
   软件的操作过程的细节很难用文字全部叙述清楚。为此随书光盘提供了50个视频教程。

《S7-1200/1500 PLC应用技术》简介

   《S7-1200/1500 PLC应用技术》全面深入地介绍了西门子S7-1200/1500 PLC的硬件结构和硬件组态、指令、程序结构、PID闭环控制、编程软件和仿真软件的使用方法，以及一整套易学易用的开关量控制系统的编程方法。介绍了各种通信网络和通信服务的组态编程和仿真的方法、网络控制系统的多种故障诊断方法、精简系列面板的组态与仿真的方法，以及PID参数整定的纯软件仿真方法。
   该书主要针对有一定PLC应用基础的读者，帮助他们学习和快速掌握S7-1200/1500应用的基本技能。
   随书光盘提供了V13 SP1版的编程软件和仿真软件、大量的中文用户手册、80个例程和50个多媒体视频教程。视频教程和我讲课的效果差不多。
   下面是视频教程的清单：
   TIA博途使用入门，生成项目与组态1200的硬件，S7-1500的硬件组态，程序编辑器的操作，生成用户程序，使用变量表和帮助功能，组态通信与下载用户程序，用仿真软件调试用户程序，用程序状态监控与调试程序，用监控表监控与调试程序。
   位逻辑指令应用（A），位逻辑指令应用（B），定时器的基本功能，定时器应用例程，计数器的基本功能，数据处理指令应用（A），数据处理指令应用（B），数学运算指令应用，程序控制指令与时钟功能指令应用。
   生成与调用函数，生成与调用函数块，多重背景应用，间接寻址与循环程序，启动组织块与循环中断组织块，时间中断组织块应用，硬件中断组织块应用（A），硬件中断组织块应用（B），延时中断组织块应用。顺序控制程序的编程与调试（A），顺序控制程序的编程与调试（B），复杂的顺序功能图的顺控程序。S7-Graph编程实验（A），S7-Graph编程实验（B），S7-Graph仿真实验，SCL应用例程（A），SCL应用例程（B）。
   开放式用户通信的组态与编程，开放式用户通信的仿真调试，S7单向通信的组态编程与仿真，S7双向通信的组态编程与仿真，用在线和诊断视图诊断故障，用网络视图和设备视图诊断故障，用系统诊断功能诊断故障，用Web服务器诊断故障，用指令诊断故障。触摸屏画面组态（A），触摸屏画面组态（B），PLC与触摸屏仿真实验，PID参数手动整定，PID参数自整定。
   该书注重实际，强调应用，可供工程技术人员自学和作为培训教材，对S7-1200/1500的用户也有很大的参考价值。