本书共有8个项目，26个工作任务，以实际的工程项目作为教学载体，内容涵盖PLC、伺服驱动器和现场总线。本书具体内容包括学习编程软件TIA Portal、学习S7-1200 PLC的硬件系统、S7-1200 PLC的指令应用、S7-1200 PLC的程序结构与编程方法应用、S7-1200 PLC的工艺功能及其应用、S7-1200 PLC的通信应用、S7-1200 PLC的运动控制应用和S7-1200 PLC的工程应用。
本书是立体化教材，读者可扫二维码观看微课视频；内容丰富，重点突出，强调知识的实用性，重视培养学生的实践技能和激发学生的学习兴趣；每个项目配有典型、实用的例题和习题，供读者训练使用。
本书既可以作为高等职业院校机械类、电气类专业的教材，也可以作为职业大学、国家开放大学等有关专业的教材，还可以作为工程技术人员的参考用书。

1.实用性。我们在总结长期的教学经验和工程实践的基础上，联合相关企业人员，共同编写了本书。邀请西门子公司的工程师，参与图书编写。
2.项目式。采用项目式的编写方式，将作者的丰富工程经验融入教材。多数项目有自主知识产权。
3.新形态教材编写模式。将配备授课视频、实操视频以及PPT课件。
4.立德树人，融入思政。本书精心设计，因势利导，依据专业课程的特点采取了恰当方式自然融入科学精神、爱国情怀等元素，注重挖掘其中的思政教育要素，弘扬精益求精的专业精神、职业精神和工匠精神，培养学生的创新意识，将为学和为人相结合。

向晓汉，硕士研究生，副教授，工程师，现就职于无锡职业技术学院，江苏省优秀中青年教师（2008年青蓝工程），有丰富的企业工作经历。工作期间，两次到新加坡NanYang Polytechnic学习机电一体化技术，先后两次到德国INWENT学习。精通西门子全系列PLC（S7-200 200SMART 300 400 1200）、西门子HMI（触摸屏）、西门子组态软件（WINCC）和西门子网络通信，对西门子的MM4系列变频器、三菱FX系列PLC、三菱FR系列变频器和欧姆龙CP1系列PLC也比较熟悉。近几年，先后40余次应邀到全国各培训机构授课，具有丰富的工程经验和授课经验，深受学员喜爱。

目 录
项目1 学习编程软件TIA Portal 1
任务1-1 TIA Portal软件的使用 1
1.1 认识PLC 12
1.1.1 PLC是什么 12
1.1.2 PLC的发展历史 12
1.1.3 PLC的应用范围 13
1.1.4 PLC的分类与性能指标 13
1.1.5 国内知名PLC介绍 14
1.2 PLC的结构和工作原理 15
1.2.1 PLC的硬件组成 15
1.2.2 PLC的工作原理 18
1.2.3 PLC的立即输入、输出功能 19
1.3 TIA Portal软件简介 20
1.3.1 初识TIA Portal软件 20
1.3.2 安装TIA Portal软件的软硬件条件 22
1.3.3 安装TIA Portal软件的注意事项 23
1.3.4 安装和卸载TIA Portal软件 23
习题 27
项目2 学习S7-1200 PLC的硬件系统 29
任务2-1 三相异步电动机启停控制 29
任务2-2 微型直流电动机的正反转控制 31
2.1 S7-1200 CPU模块的接线 32
2.1.1 西门子PLC简介 32
2.1.2 S7-1200 PLC的模块体系 33
2.1.3 S7-1200 PLC的CPU模块及接线 34
2.2 S7-1200 PLC的存储区 40
任务2-3 离心机控制系统电路设计 43
2.3 S7-1200 PLC的扩展模块及其接线 47
2.3.1 S7-1200 PLC数字量扩展模块及其接线 47
2.3.2 S7-1200 PLC模拟量模块 51
2.3.3 S7-1200 PLC信号板及其接线 55
2.3.4 S7-1200 PLC通信模块 57
2.3.5 其他模块 58
习题 59
项目3 S7-1200 PLC的指令应用 60
任务3-1 三相异步电动机单键启停控制 60
3.1 编程基础知识介绍 63
3.1.1 数制 63
3.1.2 数据类型 64
3.1.3 全局变量与区域变量 68
3.1.4 编程语言 69
3.2 变量表、监控表和强制表的应用 70
3.2.1 变量表 70
3.2.2 监控表 72
3.2.3 强制表 75
3.3 位逻辑运算指令 76
3.3.1 触点、线圈与取反逻辑 76
3.3.2 复位、置位、复位位域和置位位域指令 78
3.3.3 RS SR触发器指令 80
3.3.4 上升沿和下降沿指令 81
任务3-2 鼓风机的启停控制 83
任务3-3 气炮的控制 85
3.4 定时器指令 86
3.4.1 通电延时定时器 86
3.4.2 断电延时定时器 88
3.4.3 时间累加器 89
任务3-4 密码锁的控制 90
3.5 计数器指令 92
3.5.1 加计数器 92
3.5.2 减计数器 93
任务3-5 直流电动机温度监控和调速的控制 94
3.6 传送指令、比较指令和转换指令 96
3.6.1 传送指令 96
3.6.2 比较指令 99
3.6.3 转换指令 100
任务3-6 彩灯花样的控制 103
任务3-7 三挡电炉加热控制 105
3.7 数学函数指令、移位指令和循环指令 107
3.7.1 数学函数指令 107
3.7.2 移位指令 112
3.7.3 循环指令 113
习题 115
项目4 S7-1200 PLC的程序结构与编程方法应用 118
任务4-1 三相异步电动机正反转控制 118
任务4-2 数字滤波控制程序设计 120
4.1 块、函数和组织块 122
4.1.1 块的概述 122
4.1.2 函数及其应用 123
4.1.3 组织块及其应用 125
任务4-3 三相异步电动机星三角启动控制 132
4.2 数据块和函数块 134
4.2.1 数据块及其应用 134
4.2.2 函数块及其应用 138
任务4-4 小车多位运行控制 140
任务4-5 折边机的控制 147
4.3 功能图 154
4.3.1 功能图的设计方法 154
4.3.2 梯形图编程的原则 160
4.4 逻辑控制的梯形图编程方法 161
4.4.1 经验设计法 161
4.4.2 功能图设计法 162
习题 165
项目5 S7-1200 PLC的工艺功能及其应用 167
任务5-1 滑台的实时位移测量 167
任务5-2 电动机的实时转速测量 170
5.1 高速计数器介绍 172
5.1.1 高速计数器的工作模式 172
5.1.2 高速计数器的硬件输入 173
5.1.3 高速计数器的寻址 175
5.1.4 高速计数器指令简介与应用 175
任务5-3 电炉的温度控制 182
5.2 PID控制原理 189
5.2.1 PID控制原理简介 189
5.2.2 PID控制器的参数整定 191
5.2.3 PID指令简介 193
习题 194
项目6 S7-1200 PLC的通信应用 196
任务6-1 两台S7-1200 PLC之间的S7通信 196
6.1 通信基础知识 201
6.1.1 通信的基本概念 201
6.1.2 PLC网络的术语解释 202
6.1.3 OSI参考模型 203
6.1.4 现场总线简介 204
6.1.5 S7通信 205
任务6-2 S7-1200 PLC与分布式模块ET200MP 之间的PROFINET IO通信 206
6.2 PROFINET IO通信 211
6.2.1 工业以太网简介 211
6.2.2 PROFINET IO通信基础 212
任务6-3 S7-1200 PLC与条形扫码器之间的Modbus-RTU通信 212
6.3 Modbus通信 217
6.3.1 Modbus通信简介 217
6.3.2 Modbus通信指令 218
习题 220
项目7 S7-1200 PLC的运动控制应用 222
任务7-1 定长剪切机的控制系统设计 222
7.1 伺服驱动系统介绍 227
7.1.1 伺服驱动系统概述 227
7.1.2 伺服驱动器 228
7.1.3 伺服电动机 228
7.2 SINAMICS V90伺服系统的接线与参数设置 229
7.2.1 SINAMICS V90伺服系统的接线 229
7.2.2 SINAMICS V90伺服系统的参数设置 235
7.3 S7-1200 PLC运动控制的指令及其应用 237
7.3.1 回参考点（原点） 237
7.3.2 S7-1200 PLC运动控制的指令介绍 240
7.3.3 S7-1200 PLC运动控制的指令应用 243
习题 245
项目8 S7-1200 PLC的工程应用 246
任务8-1 三级皮带机控制系统的设计 246
任务8-2 洗衣机电动机测试机控制系统的设计 250
任务8-3 涂胶机控制系统的设计 254
参考文献 268