Electrical Control and S7-1200 PLC Application Technology Tutorial (Zheng Haichun)

Preface Chapter 1 Commonly used low-voltage electrical appliances 1.1 Two types of control systems 1.1.1 Analog quantity control - process control system 1.1.2 Switch quantity control - logic control system 1.2 Basic knowledge of low-voltage electrical appliances 1.2.1 Classification of low-voltage electrical appliances 1.2.2 Working principle of electromagnetic electrical appliances 1.3 Contactors 1.3.1 Structure and working principle of electromagnetic contactors 1.3.2 Main technical parameters of contactors 1.3.3 Common types of contactors 1.3.4 Selection principles of contactors 1.4 Relays 1.4.1 Electromagnetic relay 1.4.2 Time relay 1.4.3 Speed ​​relay 1.4.4 Thermal relay 1.5 Low voltage fuse 1.5.1 Working principle of fuse 1.5.2 Types of fuse 1.5.3 Main technical parameters of fuse 1.5.4 Selection principle of fuse 1.6 Low voltage circuit breaker 1.6.1 Structure and working principle of low voltage circuit breaker 1.6.2 Selection principle of low voltage circuit breaker 1.7 Main control electrical appliance 1.7.1 Control button 1.7.2 Travel switch 1 73 Proximity switch 174 Universal transfer switch 18 Switching device exercises Chapter 2 Basic electrical control circuit 21 Drawing of electrical control circuit diagram 211 Drawing standard of electrical control circuit diagram 212 Electrical schematic diagram 213 Electrical component layout diagram 214 Electrical installation wiring diagram 22 Basic electrical control circuit of asynchronous motor 221 Full-voltage direct starting control circuit 222 Reduced-pressure starting control circuit 223 Braking control circuit 224 Stepped speed control circuit exercises Chapter 3 Overview of programmable controller 31 The origin and development of programmable controller 311 The origin of programmable controller 312 The evolution of the name of programmable controller 313 Definition of programmable controller 314 Development trend of programmable controller 32 Characteristics of programmable controller 33 Classification of programmable controller 34 Application fields of programmable controller Exercises Chapter 4 Hardware structure of programmable controller 41 Hardware composition of programmable controller 411 CPU 4.1.2 Memory 4.1.3 Power 4.1.4 I/O Unit 4.1.5 External Interface 4.2 Working Principle of PLC 4.2.1 Cyclic Scanning Mode 4.2.2 Cyclic Scanning Process 4.2.3 System Response Time Exercises Chapter 5 Hardware and Software Development Environment of S7-1200 PLC 5.1 Technical Overview of S7-1200 PLC 5.2 Hardware of S7-1200 PLC 5.2.1 Hardware Composition of S7-1200 PLC 5.2.2 CPU Module 5.2.3 Signal Board and Signal Module 5.2.4 Communication Module 5.2.5 Power Calculation 5.3 Software Development Platform of S7-1200 PLC 5.3.1 Introduction and Installation of TIA Portal 5.3.2 Getting Started with TIA Portal 5.3.3 “Start-Guarantee-Stop” Control Example Exercises Chapter 6 S7-1200 PLC Programming Basics 6.1 Number System, Coding and Logical Operation 6.1.1 Number System 6.1.2 Coding 6.1.3 Logical Operation 6.2 Programming Language of S7-1200 PLC 6.2.1 Ladder Diagram 6.2.2 Function Block Diagram 6.2.3 Structured Control Language 6.3 Introduction to User Program Structure 6.3.1 Organization Block 6.3.2 Function 6.3.3 Function Block 6.3.4 Data Block 6.4 Working Mode of S7-1200 PLC 6.4.1 Introduction to 3 Working Modes 6.4.2 Cold Start and Warm Start 6.4.3 Setting of CPU “Start after Power-On” Item 6.5 System Storage Area and Data Type 6.5.1 System Storage Area of ​​S7-1200 PLC 6.5.2 Basic Data Types of S7-1200 PLC 6.5.3 S7-1200 Other data types of PLC 6.5.4 Using AT to overwrite variables 6.5.5 Using Slice to address variables Exercises Chapter 7 S7-1200 PLC instructions 7.1 Bit logic operation instructions 7.1.1 Normally open contact and normally closed contact 7.1.2 Invert RLO 7.1.3 Assignment and assignment inversion 7.1.4 Reset output and set output 7.1.5 Set/reset flip-flop and reset/set flip-flop 7.1.6 Scan the rising/falling edge of the operand signal 7.1.7 Set the operand at the rising/falling edge of the signal 7.2 Comparison operation instructions 7.2.1 Contact comparison instructions 7.2.2 Range judgment instructions 7.2.3 Floating-point validity check instructions 7.3 Mathematical function instructions 7.3.1 Four arithmetic operations instructions 7.3.2 Calculation instructions 7.3.3 Floating-point function operation instructions 7.4 Move operations Instructions 7.4.1 Move value instructions 7.4.2 Block move instructions 7.4.3 Deserialize and serialize instructions 7.4.4 Block fill instructions 7.5 Word logic operation instructions 7.6 Shift and rotate instructions 7.7 Conversion operation instructions 7.7.1 Convert value instructions 7.7.2 Convert floating point to double integer instructions 7.7.3 Normalize and scale instructions 7.8 Timer operation instructions 7.8.1 Generate pulse instructions 7.8.2 Turn on delay instructions 7.8.3 Turn off delay instructions 7.8.4 Time accumulator instructions 7.8.5 S7-1200 PLC timer creation 7.9 Counter operation instructions 7.9.1 Add counting instructions 7.9.2 Subtract counting instructions 7.9.3 Add and subtract counting instructions 7.10 High-speed pulse output and high-speed counter 7.10.1 High-speed pulse output 7.10.2 Example of pulse width of analog control PWM 7.10.3 Introduction to high-speed counter 7.10.4 Encoder basics 7.10.5 Encoder application example 7.11 Programming precautions 7.11.1 Dual coil output 7.11.2 Minimize the use of I/O point signals Exercises Chapter 8 User program structure of S7-1200 PLC 8.1 Functions and function blocks 8.1.1 Functions 8.1.2 Function blocks 8.1.3 Multiple backgrounds of function blocks 8.2 Organization blocks 8.2.1 Program cycle OB 8.2.2 Time interrupt OB 8.2.3 Delay interrupt OB 8.2.4 Cyclic interrupt OB 8.2.5 Hardware interrupt OB 8.2.6 Diagnostic errors, plug-in interrupts, rack or station failures 8.2.7 Startup OB 8.3 Cross-reference 8.3.1 How to open cross-reference 8.3.2 Cross-reference list 8.3.3 Overlapping access exercises Chapter 9 Configuration and application of the basic series panel 9.1 SIMATIC touch screen product system 9.2 New generation of basic series panel 9.3 WinCC (TIA9.4.1 Add PLC devices and write ladder diagrams 9.4.2 Add HMI devices and configure connections 9.4.3 Configure indicators and buttons 9.4.4 Simulate and run the simplified series of panels 9.4.5 Actual operation of the simplified series of panels Exercises Chapter 10 Ladder diagram design method for switch control systems 10.1 Basic circuits in ladder diagrams 10.1.1 Start-hold-stop circuits 10.1.2 Set-reset circuits 10.1.3 Three-phase asynchronous motor forward and reverse control circuits 10.1.4 Flashing circuits and TRACE function 10.1.5 On-delay/off-delay circuits 10.1.6 Single button circuits 10.2 Empirical design method for ladder diagrams 10.2.1 Two liquid mixing devices 10.2.2 Example of Traffic Light Control at Crossroads 10.2.3 Problems in Programming Using Empirical Design Method 10.3 Sequential Control Design Method of Ladder Diagram 10.3.1 Basic Elements of SFC 10.3.2 Basic Structure of SFC 10.3.3 Basic Rules for Conversion in SFC 10.3.4 Method of Converting SFC into Ladder Diagram 10.3.5 Example of Two Liquid Mixing Devices 10.3.6 Example of Traffic Light Control at Crossroads 10.3.7 Manual and Automatic Programs 10.3.8 Advantages of Sequential Control Design Method Exercises Chapter 11 Basics of SCL Programming 11.1 Overview of SCL 11.1.1 Programming Standards 11.1.2 Features and Application Fields 11.1.3 S7-SCL and TIA Portal 11.1.4 Mutual generation of blocks and sources 11.2 SCL 11.2.1 SCL variables 11.2.2 SCL expressions 11.2.3 SCL program control statements 11.2.4 Edge signal detection instructions 11.2.5 Timer instructions 11.2.6 Counter instructions 11.2.7 Indirect addressing instructions PEEK, POKE 11.3 SCL programming examples 11.3.1 Regulation and control of gas supply 11.3.2 Selection sort algorithm 11.3.3 Sensor matrix calculation of centroid Exercises Chapter 12 S7-1200 PLC communication 12.1 Computer network 12.1.1 OSI model 12.1.2 TCP/IP model 12.2 Introduction to Industrial Ethernet 12.2.1 PROFINET interface 12.2.2 Supported protocols and number of connection resources 12.2.3 Physical network connection 12.2.4 Communication process between PLCs 12.3 S7 communication protocol 12.3.1 Introduction to S7 communication protocol 12.3.2 S7 communication between two S7-1200 PLCs 12.4 TCP communication protocol 12.4.1 Introduction to TCP communication protocol 12.4.2 TCP communication between two S7-1200 PLCs 12.5 Modbus TCP communication protocol 12.5.1 Introduction to Modbus TCP communication protocol 12.5.2 Modbus TCP communication between two S7-1200 PLCs 12.5.3 S7-1200 PLC Modbus TCP communication multi-request processing 12.6 ISO-on-TCP communication protocol 12.6.1 Introduction to ISO-on-TCP communication protocol 12.6.2 ISO-on-TCP communication between two S7-1200 PLCs 12.7 UDP communication protocol 12.7.1 Introduction to UDP communication protocol 12.7.2 UDP communication between two S7-1200 PLCs 12.8 PROFINET bus communication 12.8.1 Introduction to bus communication 12.8.2 Introduction to PROFINET 12.8.3 Communication between S7-1200 PLC as IO controller and ET 200SP 12.8.4 S7-1200 PLC and PROFINET intelligent device communication 12.9 Introduction to serial communication 12.9.1 Parallel communication and serial communication 12.9.2 Synchronous communication and asynchronous communication 12.9.3 Simplex, half-duplex and full-duplex communication 12.9.4 Interface standards for serial communication 12.10 Point-to-point communication 12.10.1 Overview of point-to-point communication 12.10.2 Point-to-point communication of S7-1200 PLC 12.11 Modbus RTU communication protocol 12.11.1 Overview of Modbus RTU communication of S7-1200 PLC 12.11.2 Communication of S7-1200 PLC as Modbus RTU master station Exercises References This book is an organic combination of the contents of the two courses \"Electrical Control\" and \"Programmable Controller\", including electrical control system design and Siemens S7-1200 series PLC control system design. This book consists of two parts. Part 1 is Chapters 1 and 2, which introduces low-voltage electrical appliances and basic electrical control circuits commonly used in electrical control. Part 2 consists of Chapters 3 to 12, which introduce the hardware structure, development environment, programming basics, instruction system, user program structure, HMI configuration, ladder diagram design method of switch control system, SCL programming basics and PLC communication of programmable controller. This book can be used as a textbook for \"Electrical Control Technology and PLC\", \"Principles and Applications of Programmable Controller\" or similar courses in automation, electrical engineering, mechatronics and related majors in colleges and universities, and can also be used as a reference book for technicians in electronic technology, electrical technology, automation technology, etc.12.9.1 Parallel communication and serial communication 12.9.2 Synchronous communication and asynchronous communication 12.9.3 Simplex, half-duplex and full-duplex communication 12.9.4 Interface standards for serial communication 12.10 Point-to-point communication 12.10.1 Overview of point-to-point communication 12.10.2 Point-to-point communication of S7-1200 PLC 12.11 Modbus RTU communication protocol 12.11.1 Overview of Modbus RTU communication of S7-1200 PLC 12.11.2 Communication of S7-1200 PLC as Modbus RTU master station Exercises References This book is an organic combination of the contents of the two courses \"Electrical Control\" and \"Programmable Controller\", including electrical control system design and Siemens S7-1200 series PLC control system design. This book consists of two parts. Part 1 is Chapters 1 and 2, which introduces low-voltage electrical appliances and basic electrical control circuits commonly used in electrical control. Part 2 consists of Chapters 3 to 12, which introduce the hardware structure, development environment, programming basics, instruction system, user program structure, HMI configuration, ladder diagram design method of switch control system, SCL programming basics and PLC communication of programmable controller. This book can be used as a textbook for \"Electrical Control Technology and PLC\", \"Principles and Applications of Programmable Controller\" or similar courses in automation, electrical engineering, mechatronics and related majors in colleges and universities, and can also be used as a reference book for technicians in electronic technology, electrical technology, automation technology, etc.12.9.1 Parallel communication and serial communication 12.9.2 Synchronous communication and asynchronous communication 12.9.3 Simplex, half-duplex and full-duplex communication 12.9.4 Interface standards for serial communication 12.10 Point-to-point communication 12.10.1 Overview of point-to-point communication 12.10.2 Point-to-point communication of S7-1200 PLC 12.11 Modbus RTU communication protocol 12.11.1 Overview of Modbus RTU communication of S7-1200 PLC 12.11.2 Communication of S7-1200 PLC as Modbus RTU master station Exercises References This book is an organic combination of the contents of the two courses \"Electrical Control\" and \"Programmable Controller\", including electrical control system design and Siemens S7-1200 series PLC control system design. This book consists of two parts. Part 1 is Chapters 1 and 2, which introduces low-voltage electrical appliances and basic electrical control circuits commonly used in electrical control. Part 2 consists of Chapters 3 to 12, which introduce the hardware structure, development environment, programming basics, instruction system, user program structure, HMI configuration, ladder diagram design method of switch control system, SCL programming basics and PLC communication of programmable controller. This book can be used as a textbook for \"Electrical Control Technology and PLC\", \"Principles and Applications of Programmable Controller\" or similar courses in automation, electrical engineering, mechatronics and related majors in colleges and universities, and can also be used as a reference book for technicians in electronic technology, electrical technology, automation technology, etc.