本书是根据高等职业教育机电一体化技术专业的培养目标，同时兼顾其他专业的人才培养方案，按项目式课程改革要求编写而成的理论与实践一体化的教学用书。本书以职业能力要求为核心，以工作任务为载体，通过任务分析明确任务目标，以任务过程为主线链接学习内容，在任务实施过程中帮助学生快速掌握任务所需理论知识及操作技能，培养学生的实际动手能力和精益求精的工匠精神。 本书共6个项目、21个任务，内容包括认识S7-1200 PLC、基本指令及应用、功能指令及应用、编程方法及用户程序结构、PLC通信系统设计以及工艺功能。 本书注重理论与实践相结合，语言通俗易懂，注重编程习惯的培养和解决实际问题综合能力的提高，可作为高等职业教育专科和本科自动化类相关专业的教材，也可作为机电类工程技术人员的参考用书。 为方便教学，本书配有电子课件、微课视频、习题参考答案和考试题库，有需要的教师和学生可登录学银在线(https://www.xueyinonline.com/detail/250024050)注册后免费学习,若有问题或有高级培训需求请在网站留言。此外，部分资源可登录机械工业出版社教育服务网(www.cmpedu.com)下载。咨询电话：010-88379375。

职业院校教师

前言
项目1认识S7-1200 PLC1
项目导读数字赋能，安全生产1
任务1认识PLC2
1.1任务描述2
1.2任务目标2
1.3知识链接2
1.3.1PLC的产生和定义2
1.3.2PLC的分类3
1.3.3PLC的应用3
1.3.4通用型PLC的硬件结构4
1.3.5通用型PLC的软件系统5
1.4任务实施5
思考与练习题5
任务2S7-1200 PLC硬件系统认知6
2.1任务描述6
2.2任务目标6
2.3知识链接6
2.3.1西门子PLC产品介绍6
2.3.2S7-1200 PLC硬件组成7
2.3.3S7-1200 PLC CPU模块的外部结构9
2.3.4S7-1200 PLC的安装与接线10
2.4任务实施13
2.4.1PLC及输入/输出元件选型13
2.4.2绘制PLC I/O接线图13
2.4.3完成电路接线13
2.4.4设计电路自检表14
2.4.5通电检测14
思考与练习题15
任务3TIA博途软件的安装与使用16
3.1任务描述16
3.2任务目标16
3.3知识链接16
3.3.1TIA博途软件介绍16
3.3.2TIA博途软件的安装16
3.3.3TIA博途STEP 7 软件的操作
界面概述20
3.4任务实施22
3.4.1新建项目22
3.4.2添加新设备22
3.4.3硬件组态23
3.4.4设备组态编译25
3.4.5项目下载25
思考与练习题28
任务4三相异步电动机全压起动控制28
4.1任务描述28
4.2任务目标29
4.3知识链接29
4.3.1S7-1200的编程语言29
4.3.2PLC的物理存储器31
4.3.3PLC的工作过程31
4.3.4系统存储区32
4.3.5PLC的基本数据类型32
4.4任务实施34
4.4.1硬件电路设计34
4.4.2程序设计36
4.4.3任务创建与调试36
4.5拓展任务三相异步电动机全压起动控制的
仿真调试40
4.5.1任务描述40
4.5.2任务实施40
4.5.3其他仿真方法43
思考与练习题44
项目2基本指令及应用45
项目导读大国重器，匠心筑梦45
任务1三相异步电动机正反转控制系统设计46
1.1任务描述46
1.2任务目标47
1.3知识链接47
1.3.1触点指令47
1.3.2线圈指令47
1.3.3与指令和或指令48
1.3.4置位/复位指令50
1.3.5置位位域指令和复位位域指令51
1.3.6置位/复位触发器和复位/置位触
发器51
1.4任务实施53
1.4.1硬件电路设计53
1.4.2程序设计55
1.4.3任务创建与调试56
1.5拓展任务两台电动机顺序起动逆序停止
控制系统设计57
1.5.1任务描述57
1.5.2任务实施57
思考与练习题58
任务2故障信息显示控制系统设计59
2.1任务描述59
2.2任务目标59
2.3知识链接59
2.3.1扫描操作数信号边沿指令59
2.3.2边沿检测线圈指令60
2.3.3扫描RLO的信号边沿指令61
2.4任务实施62
2.4.1硬件电路设计62
2.4.2程序设计62
2.4.3任务创建与调试63
2.5拓展任务故障信息显示控制系统HMI
画面制作64
2.5.1设备组态64
2.5.2HMI画面制作65
2.5.3仿真调试66
思考与练习题67
任务3水池水位监控与报警控制系统设计67
3.1任务描述67
3.2任务目标67
3.3知识链接68
3.3.1接通延时定时器指令68
3.3.2关断延时定时器指令69
3.3.3脉冲定时器指令71
3.3.4保持型接通延时定时器指令71
3.3.5自动生成定时器数据块73
3.4任务实施74
3.4.1硬件电路设计75
3.4.2程序设计76
3.4.3任务创建与调试78
3.5拓展任务带有定时功能的四组抢答器
设计78
3.5.1任务描述78
3.5.2任务实施78
思考与练习题82
任务4自动化生产线产品数量检测系统设计82
4.1任务描述82
4.2任务目标83
4.3知识链接83
4.3.1加计数器指令83
4.3.2减计数器指令84
4.3.3加减计数器指令84
4.4任务实施87
4.4.1硬件电路设计87
4.4.2程序设计87
4.4.3任务创建与调试88
4.5拓展任务景区人流量检测系统设计89
4.5.1任务描述89
4.5.2任务实施89
思考与练习题90
项目3功能指令及应用91
项目导读科技铸就安全，创新引领未来91
任务1七段数码管数字显示系统设计92
1.1任务描述92
1.2任务目标92
1.3知识链接93
1.3.1数据移动指令93
1.3.2比较指令98
1.4任务实施99
1.4.1硬件电路设计99
1.4.2程序设计101
1.5拓展任务8421数码管5s倒计时控制104
思考与练习题105
任务2自动售货机程序设计106
2.1任务描述106
2.2任务目标107
2.3知识链接107
2.3.1加法(ADD)指令108
2.3.2减法(SUB)指令109
2.3.3乘法(MUL)指令110
2.3.4除法(DIV)指令和返回除法余数
(MOD)指令111
2.3.5递增(INC)指令和递减（DEC）
指令112
2.4任务实施113
2.4.1硬件电路设计113
2.4.2程序设计114
2.4.3任务创建与调试117
2.5拓展任务自动售货机HMI画面制作117
2.5.1任务描述117
2.5.2任务实施117
思考与练习题118
任务3地铁轨道线路站点信号灯监控系统
设计119
3.1任务描述119
3.2任务目标119
3.3知识链接119
3.3.1移位指令119
3.3.2循环移位指令121
3.4任务实施123
3.4.1硬件电路设计123
3.4.2程序设计123
3.4.3任务创建与调试124
3.5拓展任务彩灯循环闪烁控制系统
设计125
3.5.1任务描述125
3.5.2任务实施125
思考与练习题126
项目4编程方法及用户程序结构128
项目导读PLC在智慧农业中的应用实践128
任务1液体混合搅拌控制129
1.1任务描述129
1.2任务目标129
1.3知识链接129
1.3.1经验设计法129
1.3.2PLC的编程原则131
1.4任务实施131
1.4.1硬件电路设计131
1.4.2程序设计131
1.5拓展任务自动送料装车控制134
思考与练习题135
任务2十字路口交通信号灯控制135
2.1任务描述135
2.2任务目标135
2.3知识链接135
2.3.1顺序功能图的含义及绘制方法136
2.3.2顺序功能图的基本结构137
2.3.3绘制顺序功能图的基本规则137
2.3.4绘制顺序功能图的注意事项138
2.3.5使用置位/复位指令的梯形图设计
方法138
2.4任务实施139
2.4.1硬件电路设计139
2.4.2程序设计140
2.5拓展任务大小球分拣控制144
思考与练习题145
任务3三级传送带物料分拣控制146
3.1任务描述146
3.2任务目标146
3.3知识链接146
3.3.1组织块(OB)146
3.3.2函数(FC)146
3.3.3函数块(FB)148
3.4任务实施151
3.4.1硬件电路设计151
3.4.2程序设计152
3.5拓展任务传送带运输机手动控制155
思考与练习题155
项目5PLC通信系统设计156
项目导读科技赋能，传统美学焕发时代光彩156
任务1S7-1200 PLC RS-485总线通信网络
设计157
1.1任务描述157
1.2任务目标157
1.3知识链接157
1.3.1通信基础157
1.3.2串行通信158
1.4任务实施159
1.4.1硬件配置159
1.4.2通信网络设计160
思考与练习题160
任务2S7-1200 PLC Modbus RTU通信系统
设计161
2.1任务描述161
2.2任务目标161
2.3知识链接161
2.3.1Modbus RTU概述161
2.3.2报文结构161
2.3.3功能码及数据区161
2.3.4报文实例162
2.3.5S7-1200 PLC的Modbus RTU通信162
2.4任务实施162
2.4.1通信网络设计162
2.4.2PLC设备组态162
2.4.3S7-1200 PLC与DY920C无线测力仪通信
程序设计163
思考与练习题169
任务3S7-1200 PLC以太网通信系统设计169
3.1任务描述169
3.2任务目标169
3.3知识链接170
3.3.1工业以太网的基础知识170
3.3.2SIMATIC NET概述170
3.3.3S7-1200 PLC的S7协议通信170
3.4任务实施171
思考与练习题176
任务4S7-1200 PLC远程I/O通信系统设计176
4.1任务描述176
4.2任务目标176
4.3知识链接176
4.4任务实施177
思考与练习题182
任务5S7-1200 PLC与变频器的USS协议通信
系统设计182
5.1任务描述182
5.2任务目标182
5.3知识链接182
5.3.1USS协议182
5.3.2S7-1200 USS通信183
5.4任务实施183
思考与练习题189
项目6工艺功能190
项目导读“焊”卫核电的“90后”技能大师190
任务1水池液位控制191
1.1任务描述191
1.2任务目标192
1.3知识链接192
1.3.1模拟量信号处理和转换192
1.3.2PID控制指令194
1.4任务实施195
1.4.1硬件电路设计195
1.4.2程序设计196
思考与练习题201
任务2机器人导轨运动控制201
2.1任务描述201
2.2任务目标201
2.3知识链接202
2.3.1伺服控制202
2.3.2PLC运动控制指令204
2.4任务实施206
2.4.1任务描述206
2.4.2硬件电路设计207
2.4.3PLC组态工艺对象207
2.4.4程序设计212
2.4.5HMI画面制作及PLC调试214
思考与练习题215
附录任务工单与评价表216
参考文献218