《西门子S7-1200 PLC编程及应用教程》的结构体系紧密围绕西门子S7-1200 PLC的逻辑编程与典型应用所展开的，从软硬件基础知识到编程指令的实际应用，内容层次分明，逻辑清晰。教材首先介绍了S7-1200 PLC的硬件组成与连接、软件安装与操作，为后续的学习打下坚实的基础。接着，详细讲解了S7-1200 PLC的编程语言LAD和SCL两种典型且常用方法，采用对比法让学生快速掌握这两种编程方法，每个小节最后，通过一个典型案例，将理论知识与实践操作相结合，提升了学生的思维逻辑能力和综合应用能力。

在职业教育从教20年，一直潜心一线教育教学工作，在职业技能竞赛中获得市级一等若干、省级8次，江西省技术能手、江西省青年岗位技术能手等省级荣誉称号，在市经开区兼有“袁学琦大师工作坊”、服务于赣州澳克泰工具技术有限公司、江西中烟工业有限责任公司赣州卷烟厂等大型制造业企业。

绪论 001

1S7-1200 PLC硬件系统 004
1.1PLC概述 004
1.1.1CPU模块外形及结构 006
1.1.2CPU模块类型 007
1.1.3标准型CPU模块性能指标对比 007
1.2信号板（SB） 008
1.2.1信号板（SB） 008
1.2.2通信板（CB） 009
1.2.3电池板（BB） 009
1.3信号模块（SM） 009
1.3.1DI/DQ模块 009
1.3.2AI/AQ模块 009
1.3.3热电偶和热电阻 009
1.4通信模块（CM） 010
1.4.1PROFIBUS 010
1.4.2点到点 010
1.4.3标识系统 010
1.5接线方法 011
1.5.1CPU供电接线 011
1.5.2数字量信号接线 012
1.5.3模拟量信号接线 015
1.6S7-1200 PLC硬件系统的常见问题 017
1.7实操训练 019
1.7.1安装与拆卸CPU、SB、CB、BB、SM、CM 019
1.7.2S7-1200 PLC的供电接线、信号模块接线、通信模块连接 019
1.8思考与练习 019

2TIA博途软件 021
2.1TIA博途软件介绍 021
2.1.1TIA博途软件发展史 022
2.1.2博途软件平台构成 023
2.2TIA博途软件的安装 026
2.2.1计算机的软硬件要求 026
2.2.2操作系统的支持及兼容性 026
2.2.3安装步骤 026
2.2.4博途软件的卸载 027
2.2.5许可证的授权管理 027
2.3TIA博途软件的界面 027
2.3.1Portal视图 027
2.3.2项目视图 027
2.3.3项目树 030
2.4易于使用及常用的工具 031
2.4.1TIA博途软件中快捷键 031
2.4.2工具栏“收藏夹”调用指令 032
2.4.3创建项目工程 032
2.5实操训练——TIA博途软件的安装与卸载 037
2.6思考与练习 038

3S7-1200 PLC编程基础概念 039
3.1用户程序的执行 039
3.1.1CPU的工作模式 039
3.1.2在RUN模式下的扫描周期 041
3.1.3组织块（OB） 042
3.1.4系统和时钟存储器 048
3.1.5组态从RUN切换到STOP时的输出 049
3.2数据 050
3.2.1数据存储、寻址、访问 051
3.2.2模拟值的处理 054
3.2.3Bool、Byte、Word和DWord数据类型 055
3.2.4整数数据类型 055
3.2.5浮点型实数数据类型 056
3.2.6时间和日期数据类型 056
3.2.7字符和字符串数据类型 057
3.2.8数组数据类型 058
3.2.9数据结构数据类型 058
3.2.10Variant指针数据类型 058
3.3编程概念 059
3.3.1使用块来构建程序（OB、FC、FB、DB） 059
3.3.2多重背景的简介与应用 060
3.3.3编程语言（LAD、FBD、SCL） 061
3.3.4程序保护 062
3.3.5下载与上传 062
3.4变量与常量 064
3.4.1变量与常量的概述 064
3.4.2变量的命名规则 065
3.4.3变量与常量的声明 065
3.5实操训练——TIA博途软件的基本操作 066
3.6思考与练习 066

4S7-1200 PLC基本指令（LAD） 067
4.1位逻辑运算 067
4.1.1：常开触点、 / ：常闭触点、NOT：取反RLO位逻辑指令 067
4.1.2-( )-：线圈、-(/)-：赋值取反、-(R)-：置位、-(S)-：复位指令 068
4.1.3SET_BF：置位位域、RESET_BF：复位位域 070
4.1.4SR：置位/复位触发器、RS：复位/置位触发器 070
4.1.5上升沿和下降沿指令 071
4.1.6案例1电动机正反转连续运行控制 073
4.2定时器操作 074
4.2.1TP：脉冲定时器 074
4.2.2TON：接通延时定时器 077
4.2.3TOF：关断延时定时器 079
4.2.4TONR：累加型定时器 081
4.2.5案例2三相异步电动机Y-△降压启动控制 082
4.3计数器操作 082
4.3.1CTU：加计数器 082
4.3.2CTD：减计数器 083
4.3.3CTUD：加减计数器 084
4.3.4案例3车库出入口闸机控制 085
4.4比较操作指令 085
4.4.1CMP==：等于、CMP<>：不等于、CMP>=：大于等于、CMP<=：小于等于、CMP>：大于、CMP<：小于 085
4.4.2IN_Range：值在范围内、OUT_Range：值在范围外 085
4.4.3OK：检查有效性、NOT_OK：检查无效性 086
4.4.4案例4十字路口交通灯控制 087
4.5数学函数 087
4.5.1ADD：加法 087
4.5.2SUB：减法 087
4.5.3MUL：乘法 088
4.5.4DIV：除法 088
4.5.5MOD：取余 088
4.5.6NEG：取反 088
4.5.7ABS：计算绝对值 089
4.5.8INC：递增 089
4.5.9DEC：递减 089
4.5.10MIN：获取最小值 089
4.5.11MAX：获取最大值 089
4.5.12LIMIT：设置限值 090
4.5.13SQR：计算平方 090
4.5.14SQRT：计算平方根 090
4.5.15LN：计算自然对数 091
4.5.16EXP：计算指数值 091
4.5.17SIN：计算正弦值 091
4.5.18COS：计算余弦值 091
4.5.19TAN：计算正切值 092
4.5.20ASIN：计算反正弦值 092
4.5.21ACOS：计算反余弦值 092
4.5.22ATAN：计算反正切值 092
4.5.23FRAC：返回小数 092
4.5.24EXPT：取幂 092
4.5.25案例5数学运算指令的综合应用 093
4.6移动操作 093
4.6.1SWAP：交换 093
4.6.2MOVE：移动值、MOVE_BLK：块移动、MOVE_BLK_VARIANT：移动块、UMOVE_BLK：不可中断的存储区填充 093
4.6.3FILL_BLK：填充块、UFILL_BLK：不可中断的存储区填充 096
4.6.4SCATTER：将位序列解析为单个位、SCATTER_BLK：将ARRAY of <位序列>中的元素解析为单个位 097
4.6.5GATHER：将各个位组合为位序列、GATHER_BLK：将单个位合并到ARRAY of<位序列>的多个元素中 098
4.6.6VariantGet：读出 VARIANT 变量值、VariantPut：写入 VARIANT 变量值、CountOfElements：获取 ARRAY 元素个数 099
4.6.7UPPER_BOUND：读取 ARRAY 的上限、LOWER_BOUND：读取 ARRAY 的下限 101
4.6.8案例6一个数码管显示9s的倒计时控制 102
4.7转换操作 102
4.7.1CONVERT：转换值 102
4.7.2ROUND：取整 103
4.7.3CEIL：浮点数向上取整 103
4.7.4FLOOR：浮点数向下取整 103
4.7.5TRUNC：截尾取整 104
4.7.6SCALE_X：缩放 104
4.7.7NORM_X：标准化 104
4.7.8案例7深度测量传感器模拟量控制 105
4.8程序控制指令 105
4.8.1—（JMP）：若RLO=“1”则跳转 105
4.8.2—（JMPN）：若RLO=“0”则跳转 106
4.8.3LABEL：跳转标签 106
4.8.4JMP_LIST：定义跳转列表 107
4.8.5SWITCH：跳转分支指令 107
4.8.6—（RET）：返回 107
4.8.7案例8多液体混合装置控制 107
4.9字逻辑运算 108
4.9.1AND：“与”运算 108
4.9.2OR：“或”运算 109
4.9.3XOR：“异或”运算 109
4.9.4INVERT：求反码 109
4.9.5DECO：解码 109
4.9.6ENCO：编码 109
4.9.7SEL：选择 109
4.9.8MUX：多路复用 110
4.9.9DEMUX：多路分用 110
4.9.10案例9圆盘工件箱捷径传送控制 111
4.10移位和循环 111
4.10.1SHR：右移 111
4.10.2SHL：左移 112
4.10.3ROR：循环右移 112
4.10.4ROL：循环左移 112
4.10.5案例10八层霓虹灯塔控制 113
4.11思考与练习 113

5S7-1200 PLC扩展指令（LAD） 115
5.1日期和时间 115
5.1.1T_CONV：转换时间并提取 115
5.1.2T_COMBINE：组合时间 117
5.1.3T_ADD：时间加运算 118
5.1.4T_SUB：时间相减 118
5.1.5T_DIFF：时间值相减 120
5.1.6WR_SYS_T：设置时间 121
5.1.7RD_SYS_T：读取时间 122
5.1.8WR_LOC_T：写入本地时间 123
5.1.9RD_LOC_T：读取本地时间 124
5.1.10案例11定时启停水泵及保养提醒服务 125
5.2字符串+字符 125
5.2.1S_MOVE：移动字符串 126
5.2.2S_CONV：转换字符串 126
5.2.3STRG_VAL：将字符串转换为数字值 129
5.2.4VAL_STRG：将数字值转换为字符串 130
5.2.5Strg_TO_Chars：将字符串转换为 Array of CHAR 133
5.2.6Chars_TO_Strg：将 Array of CHAR 转换为字符串 134
5.2.7MAX_LEN：确定字符串的长度 136
5.2.8LEN：确定字符串的长度 136
5.2.9LEFT：读取字符串左边的字符 137
5.2.10RIGHT：读取字符串右边的字符 137
5.2.11MID：读取字符串的中间字符 138
5.2.12DELETE：删除字符串中的字符 139
5.2.13INSERT：在字符串中插入字符 140
5.2.14REPLACE：替换字符串中的字符 141
5.2.15FIND：在字符串中查找字符 142
5.2.16CONCAT：合并字符串 143
5.2.17ATH：将ASCII字符串转换为十六进制数 143
5.2.18HTA：将十六进制数转换为ASCII字符串 145
5.2.19案例12将PLC当前日期和时间内容发送给上位机 147
5.3中断 147
5.3.1ATTACH：将OB附加到中断事件 151
5.3.2DETACH：将OB与中断事件脱离 153
5.3.3SET_CINT：设置循环中断参数 155
5.3.4QRY_CINT：查询循环中断参数 157
5.3.5SET_TINTL：设置时间中断 158
5.3.6CAN_TINT：取消时间中断 159
5.3.7ACT_TINT：启用时间中断 160
5.3.8QRY_TINT：查询时间中断的状态 161
5.3.9SRT_DINT：启动延时中断 162
5.3.10CAN_DINT：取消延时中断 163
5.3.11QRY_DINT：查询延时中断状态 164
5.3.12实操案例13流水线检测与统计装置 165
5.4思考与练习 165

6S7-1200 PLC的SCL编程基本概念 167
6.1SCL语言 167
6.1.1SCL语言简介 167
6.1.2PLC国际编程标准——IEC 61131-3简介 167
6.1.3SCL语言的特点与优势 168
6.1.4SCL指令的规范 169
6.2简单程序代码示例 169
6.3表达式 170
6.3.1算术表达式 170
6.3.2关系表达式 170
6.3.3逻辑表达式 171
6.3.4运算符的优先级 171
6.4语句 172
6.4.1语句概述 172
6.4.2赋值语句 172
6.4.3条件语句（IF） 174
6.4.4选择语句（CASE） 175
6.4.5循环语句 175
6.4.6跳转语句（GOTO） 181
6.4.7语句（RETURN） 182
6.4.8代码的注释 182
6.5数组 183
6.5.1数组概述 183
6.5.2数组的声明 184
6.5.3数组元素的引用 185
6.6指针 186
6.6.1指针概念 186
6.6.2Variant类型 186
6.7程序块的调用（SCL） 187
6.7.1FC的调用 187
6.7.2FB单个实例的调用 189
6.7.3多重实例调用 192
6.7.4参数实例调用 195
6.8实操案例14多液体混合装置控制 198
6.9思考与练习 198

7S7-1200 PLC基本指令（SCL） 199
7.1位逻辑运算 199
7.2定时器操作 199
7.3计时器操作 199
7.4比较操作 200
7.5数学函数 200
7.6移动操作 200
7.7转换操作 200
7.8字逻辑运算 200
7.9移位和循环 200
7.10思考与练习 201

8S7-1200 PLC扩展指令（SCL） 203
8.1日期和时间 203
8.2字符串+字符 203
8.3中断 203
8.4思考与练习 204
9S7-1200通信LAD&SCL 205
9.1通信简介 205
9.1.1通信基础知识 205
9.1.2PROFINET 207
9.2S7通信 211
9.2.1GET：从远程CPU读取数据（LAD&SCL） 212
9.2.2PUT：将数据写入远程CPU（LAD&SCL） 214
9.2.3案例13两台电动机异地启停控制 217
9.3开放式用户通信 217
9.3.1TSEND_C：建立连接并发送数据（LAD&SCL） 219
9.3.2TRCV_C：建立连接并接收数据（LAD&SCL） 225
9.3.3案例14两台电动机的异地同向运行控制 230
9.4思考与练习 230

附录1 231

附录2 233