?一、前言
在工業自動化控制領域，西門子S7-1200 PLC因其性能穩定、編程靈活而廣受歡迎。本文將詳細介紹使用TIA Portal（博圖）軟件進行S7-1200 PLC硬件組態以及編寫基本啟保停程序的完整步驟，幫助初學者快速掌握這一基礎而重要的技能。
二、準備工作
1. 軟件準備
- 安裝TIA Portal V15或更高版本（本文以V20為例）
- 確保已安裝S7-1200的硬件支持和相關驅動
2. 硬件準備
- 西門子S7-1200 PLC（如CPU 1214C DC/DC/DC）
- 24V直流電源
- 編程電纜（以太網線或USB-PPI電纜）
- 按鈕、接觸器等外圍設備（用于啟保停電路）
3. 知識準備
- 了解PLC基本工作原理
- 熟悉梯形圖(LAD)編程語言
- 理解啟保停電路的基本原理
三、硬件組態步驟
1. 創建新項目
1.1 打開TIA Portal軟件
1.2 點擊"創建新項目"
1.3? 輸入項目名稱（如"博途1200中梯形圖、順序功能圖及SCL語言實現啟保停電路"）
1.4 選擇保存路徑F盤博圖學習
1.5 點擊"創建"按鈕
1.6 打開項目試圖
?2. 添加設備
2.1 在項目導航中右鍵點擊"項目名稱"
2.2 選擇"添加新設備"
2.3 在彈出窗口中選擇"控制器"→"SIMATIC S7-1200"
2.4 選擇具體的CPU型號（如CPU 1214C DC/DC/DC）
2.5 確認版本號與硬件一致
2.6 點擊"確定"
3. 硬件配置
雙擊項目樹中的"設備配置"
在硬件配置界面可看到已添加的CPU模塊
3.1 添加信號模塊
?在硬件目錄中找到所需信號模塊（如數字量輸入/輸出模塊）
?拖拽到CPU右側的插槽中
?系統自動分配I/O地址（可手動修改）
? ?3.2 配置CPU屬性
? ?雙擊CPU模塊打開屬性窗口
? ?常規設置：
? ?修改PLC名稱（默認"PLC_1"）
? ?設置IP地址（如192.168.0.1）
系統和時鐘存儲器：
- 勾選"啟用系統存儲器字節"和"啟用時鐘存儲器字節"
4. 通信設置：
? ?- 配置PROFINET接口參數（如波特率、站名等）
3.3 配置I/O模塊
1. 雙擊添加的I/O模塊
2. 設置輸入濾波時間（通常默認值即可）
3. 配置輸出保持特性（上電后保持上次狀態或設為默認值）
4. 網絡配置
1. 點擊"網絡視圖"選項卡
2. 可添加HMI或其他PLC設備
3. 配置設備間通信連接
5. 編譯和保存
1. 點擊工具欄上的"編譯"按鈕
2. 檢查錯誤消息并修正
3. 無錯誤后保存硬件配置
四、啟保停程序設計
?1. 創建程序塊
在項目樹中展開"PLC_1"→"程序塊"
右鍵點擊"添加新塊"
選擇"OB"組織塊（通常使用OB1主循環組織塊，如已存在則不需添加）
創建FC或FB功能塊（本文以FB1為例）
? ?- 命名（如"啟保停"）
? ?- 選擇編程語言（梯形圖LAD）
? ?- 點擊"確定"
也可再修改
2. 定義變量表
1. 打開項目樹中的"PLC變量"→"默認變量表"
2. 添加以下變量：
? ?- 啟動按鈕：Start_Button (I0.0，Bool)
? ?- 停止按鈕：Stop_Button (I0.1，Bool)
? ?- 電機接觸器：Motor_Contactor (Q0.0，Bool)
? ?- 運行指示燈：Run_Light (Q0.1，Bool)
? ?- 故障信號：Fault (I0.2，Bool)
為每個變量添加注釋說明
?保存變量表
?3. 編寫啟保停程序
3.1 基本啟保停電路
打開FB1功能塊
在梯形圖中插入以下元素：
? ?- 第一行：常開觸點(Start_Button)與常閉觸點(Stop_Button)并聯
? ?- 第二行：串聯常閉觸點(Fault)
? ?- 第三行：輸出線圈(Motor_Contactor)
? ?- 第四行：并聯自鎖觸點(Motor_Contactor)
網絡1：
|---| |----|/|----( )---|
| ? Start ?Stop ? Motor |
| ? 按鈕 ? 按鈕 ? 接觸器 |
| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? |
|---| |-----------------|
? ? Motor
? ?接觸器
```
#### 3.2 添加指示燈控制
1. 在網絡2中添加：
? ?- 用Motor_Contactor控制Run_Light
```
網絡2：
|---| |----( )---|
| ? Motor ?Run ? |
| 接觸器 ?指示燈 |
```
#### 3.3 添加保護功能
1. 在網絡1中串聯故障信號常閉觸點
```
網絡1（修改后）：
|---| |----|/|----|/|----( )---|
| ? Start ?Stop Fault ? Motor ?|
| ? 按鈕 ? 按鈕 ? ? ? ?接觸器 ?|
| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
|---| |------------------------|
? ? Motor
? ?接觸器
```
?4. 程序優化
4.1 添加邊沿檢測
為防止按鈕信號抖動，可添加邊沿檢測：
在變量表中添加：
? ?- Start_Button_Pressed (M0.0，Bool)
? ?- Stop_Button_Pressed (M0.1，Bool)
在OB1中調用"沿檢測"指令：
? ?- 對Start_Button使用P觸點
? ?- 對Stop_Button使用N觸點
?4.2 添加時間延遲
1. 添加TON定時器
2. 設置啟動延時或停止延時
5. 程序注釋
為每個網絡添加詳細注釋
?說明程序邏輯和設計意圖
?標注重要信號和特殊處理
五、下載與調試
1. 連接PLC
?使用編程電纜連接PC和PLC
確保物理連接正確
?在TIA Portal中點擊"在線"→"可訪問設備"
4. 掃描網絡并選擇目標PLC
2. 編譯項目
點擊"編譯"→"全部重新編譯"
?檢查并修正所有錯誤和警告
?3. 下載到PLC
點擊"在線"→"下載到設備"
選擇PG/PC接口類型（如PN/IE）
選擇正確的接口和IP地址
點擊"開始搜索"并選擇目標PLC
勾選"硬件配置"和"軟件"選項
點擊"下載"按鈕
下載完成后選擇"啟動模塊"
4. 在線監控
點擊"在線"→"監控"
觀察程序運行狀態
強制或修改輸入信號測試程序邏輯
檢查輸出響應是否符合預期
?5. 調試技巧
使用"修改變量"功能模擬輸入信號
利用"強制"功能鎖定關鍵信號
查看診斷緩沖區解決運行問題
使用Trace功能記錄信號變化
六、常見問題與解決方案
?1. 硬件組態問題
- **問題**：無法識別PLC
? - **解決**：檢查IP設置、物理連接、防火墻設置
- **問題**：I/O地址沖突
? - **解決**：檢查硬件配置中的地址分配
?2. 程序下載問題
- **問題**：下載失敗
? - **解決**：檢查PLC運行模式（需在STOP模式）、存儲卡空間
?3. 程序運行問題
- **問題**：啟保停電路不自鎖
? - **解決**：檢查自鎖觸點地址是否正確、輸出線圈是否重復使用
- **問題**：按鈕響應不靈敏
? - **解決**：添加去抖動邏輯或調整輸入濾波時間
七、進階建議
1. 將啟保停電路封裝為FB功能塊，提高重用性
2. 添加報警和故障處理功能
3. 結合HMI設計操作界面
4. 增加安全回路設計（如急停功能）
5. 學習使用SCL語言實現更復雜的控制邏輯
八、總結
本文詳細介紹了S7-1200 PLC在TIA Portal環境下的硬件組態流程和啟保停程序設計方法。通過按照上述步驟操作，讀者可以掌握PLC項目開發的基本流程。啟保停電路作為最基礎的控制電路，其原理和實現方式是PLC編程的基石，熟練掌握后可為更復雜的控制系統開發打下堅實基礎。
實際應用中，還需根據具體需求和安全標準對程序進行優化和完善。建議初學者在掌握基本方法后，進一步學習結構化編程、故障診斷和高級功能指令的使用，以提升PLC編程能力和項目開發效率。
