SIEMENS可编程控制器2、逻辑控制3、SITOP系列直流电源24VDC1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40ASIEMENS交、直流传动装置MIDASTER系列：MDV2、全数字直流调速装置6RA23、6RA24、6RA28、6RA70系列1、840D、802S/C、802SL、828D801D：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,同步模式系统功能支持同步耦合SIEMENS可编程控制器2、逻辑控制模块LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等4、HMI触摸屏TD200TD400CK-TPOP177TP177,MP277MP377,1、交流变频器MICROMASTER系列：MM420、MM430、MM440、G110、G120.2、全数字直流调速装置6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列SINUMERIK:801、802S、802D、802DSL、810D、840D、611U、S120===================================================SIMATICS7-300是模块化的微型PLC系统，可满足中、低端的性能要求。SIMATICS7-300的应用领域包括：纺织机械，一般机械设备制造，机床制造，电气与电子工业及相关产业。SIMATICS7-300是一个通用的控制器：PLC还采用了冗余技术等，进一步增强了PLC的可靠性。3、编程简单、使用方便PLC在基本控制方面采用梯形图语言进行编程，这种梯形图是与继电器控制电路图相呼应的，形式简单、直观性强，广大电气人员容易接受。用梯形图编程出错率比汇编语言低得多。梯形图、流程图、语句表之间可以有条件的相互转换，使用极其方便。4、模块化结构、安装简单、调试方便PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化结构设计，由机架和电缆将各模块连接起来，由于配置灵活，使扩展、维护更加方便。另外，PLC的接线十分方便，只需将输入信号的设备（如按钮、开关等）与PLC的输入端子相连，将接受控制的执行元件（接触器、电磁阀等）与输出端子相连即可。调试工作大部分是室内调试，用模拟开关模拟输入信号，其输入状态和输出状态可以观察PLC上相应的发光二极管，可以根据它进行测试、排错和修改[2]。2.3西门子S7-300PLC2.3.1S7-300的系统结构S7-300PLC是模拟式中小型PLC，电源、CPU和其他模块都是***的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300的标准轨道上。每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后。电源模块总是安装在机架的***左边，CPU模块紧靠电源模块。CPU的右边是可以选择的IM接口模块，如果只用主架导轨而没有使用扩展支架可以不选择IM接口模块。S7编程软件组态主架导轨硬件时，电源，CPU和IM分别放在导轨的1号槽、2号槽和3号槽上。一条导轨共有11个槽号：1号槽至11号槽，其中4号槽至11号槽可以随意放置除电源、CPU和IM以外的其他模块。如：DI（数字量输入）、DO（数字量输出）、AI（模拟量输入）、AO（模拟量输出）、FM（功能模块）和CP（通信模块）等[3]。2.3.2S7-300CPU模块CPU模块是控制系统的核心，负责系统的***控制责任，存储并执行程序，实现通信功能，为U形总线提高5V电源。CPU有4种操作模式：STOP（停机），STARTUP（启动），RUN（运行）和HOLD（保持）。在所有的模式中，都可以通过MPI接口与其他设备通信。S7-300的CPU模块大致可以分为以下几类：1、6种紧凑型CPU，带有集成的功能和I/O：CPU312C、313C、313C-PtP、313C-2DP、314C-PtP和314C-2DP。2、革新的标准型CPU：CPU312、314和315-2DP。3、5种标准的CPU：CPU313、314、315、315-2DP和316-2DP。4、户外型CPU：CPU312IFM、314IFM、314户外型和315-2DP。5、大容量***型CPU：317-2DP和CPU318-2DP。6、主从接口安全型CPU：CPU315F-2DP[3]。2.3.3S7-300的模拟量输入模块在生产过程中有大量的连续变化的模拟量需要用PLC来测量或控制。有的是非电量，例如温度、压力、流量物体的成分和频率等。有的是强电量，例如发电机组的电流、电压、有功功率和无功功率等。变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换成标准的量程的直流电流和直流电压信号，例如DC1~5V和D***~20mA。模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成部分是A/D转换器。模拟量输入模块的输入信号一般都是模拟量变送器输出的标准量程的直流电压，直流电流信号。模拟量输入/输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用16位二进制补码来表示位为符号位。模拟量输入模块的模拟值与百分数表示的模拟量之间的对应关系为：双极性模拟量量程的上下限(100%和-100%)分别对应模拟值27648和-27648。单极性模拟量量程的上下限(100%和0%)分别对应于模拟值27648和0[3]。2.4程序设计功能模块本程序的设计主要是针对水箱液位的在线控制而设计的，利用PID控制方式，使下水箱液位达到控制要求。本人设计了两套系统，一个是单闭环的一个是三闭环的，对其控制效果进行比较，得出两系统优缺点。下面对本程序的设计作详细介绍。在本程序中，使用的主要模块有：OB35，DB41，DB42,DB43，DB44，DB1，OB1和FB41。2.4.1OB35模块S7CPU提供循环中断OB，可用于按一定间隔中断循环程序的执行，循环中断按间隔触发，间隔的时间是从STOP状态到RUN时开始计算。时间间隔不能小于5ms，如果时间间隔过短，还没有执行完循环中断程序又开始调用它，将会产生时间错误事件。在本程序中，使用循环中断OB35，其默认的时间间隔为100ms，程序运行后每隔100ms将自动调用一次OB35，周期性地执行闭环控制系统的PID运算程序[3]。CPU312，用于小型工厂CPU314，用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂CPU315-2DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUSDP进行分布式组态的工厂CPU315-2PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUSDP和PROFINETIO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统CPU317-2DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUSDP进行分布式组态的工厂CPU317-2PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUSDP和PROFINETIO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统CPU319-3PN/DP，用于具有极大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUSDP和PROFINETIO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统提供有以下紧凑型CPU：CPU312C，具有集成数字量I/O以及集成计数功能的紧凑型CPUCPU313C，具有集成数字量和模拟量I/O的紧凑型CPUCPU313C-2PtP，具有集成数字量I/O、2个串口和集成计数功能的紧凑型CPUCPU313C-2DP，具有集成数字量I/O、PROFIBUSDP接口和集成计数功能的紧凑型CPUCPU314C-2PtP，具有集成数字量和模拟量I/O、2个串口和集成计数、***功能的紧凑型CPUCPU314C-2DP，具有集成数字量和模拟量I/O、PROFIBUSDP接口和集成计数、***功能的紧凑型CPUCPU314C-2PN/DP带有集成数字量和模拟量I/O和集成计数和***功能的紧凑型CPU，可通过PROFIBUSDP和PROFINETIO实现分布式拓扑；可在作为PROFINET上基于组件的自动化(CBA)中的分布式智能设备提供了以下技术CPUCPU315T-3PN/DP适用于在程序范围和分布式组态方面具有中等/较高要求的装置，这些装置需要采用PROFIBUSDP和PROFINETIO，并且需要对***多8个轴执行可调节运动控制。CPU317T-3PN/DP适用于在程序范围和分布式组态方面具有较高要求的装置，这些装置需要采用PROFIBUSDP和PROFINETIO，还需要对***多32个轴执行可调节运动控制。CPU317TF-3PN/DP适用于在程序范围和分布式组态方面具有较高要求的装置，这些装置需要采用PROFIBUSDP和PROFINETIO，需要有安全功能并对***多32个轴执行可调节运动控制。提供有以下故障安全型CPU：CPU315F-2DP，用于采用PROFIBUSDP进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂CPU315F-2PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUSDP和PROFINETIO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统CPU317F-2DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUSDP进行分布式组态的故障安全工厂CPU317F-2PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUSDP和PROFINETIO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统CPU319F-3PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUSDP和PROFINETIO进行分布式组态的故障安全型工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统供自动化工程师使用的移动式工业标准编程设备，采用功能强大的第三代In®Core™i处理器用于自动化系统的调试、维修和维护根据标准(MIL-STD-810G)对其可靠性进行了认证采用无线技术(802.11a,b,g,n)的工业便携式PC，15.6英寸大号16:9宽屏显示屏，电池使用寿命长（>5小时），采用高速工作存储器(DDR3RAM)和集成数据备份设计具有全部的通用工业接口。由于预装有SIMATIC组态软件，可立即投入使用FieldPGM4是用于自动化工程组态的工具，也是SIMATIC组态软件的理想平台。可以对自动化系统进行调试、服务和维护。性能出众，也可用于办公环境。基本配置设备上提供了所有必要接口；无需外部连接部件（I-Cable、I-Box）。集成式工业及SIMATIC接口：2x千兆以太网(RJ45)，PROFIBUS-DP/MPI，COM1，SIMATIC存储卡(S7)，SIMATIC微型存储卡，PC卡(PCMCIA)/ExpressCard/54，存储卡读卡器（SIMATIC存储卡、SD/SHC卡、xD-Picture卡、MSPro卡）。2个用于外部显示器的集成接口：1xDVI-I、1xDPP(DisplayPort)。4个集成USB接口（2个USB2.0，2个USB3.0）；具有用于为外部设备提供稳定电源的充足功率；一个USB接口具有充电功能(1.5A)，可为断电模式下的移动设备充电。DDR3内存技术；用于更快速访问数据。功能强大的集成显卡；也适用于涉及大量图形的应用。拥有针对现场编程器M4设计的带天线集成WLAN。集成WLAN通过了欧盟(CE)、美国(FCC)、加拿大(IC)、韩国(KCC)和中国(CCC)的相关认证。在这些***以外的地区使用时，必须遵守相关***的规定。大容量锂离子电池(8800mAh)用于脱离交流电源长时间运行（5个小时以上）；不使用的情况下，放电时间***短5个月带热键的键盘；快速访问显示设置、将PC设定为待机或休眠模式、调节音量以及将PC锁定等。内置扬声器和头戴式耳机/麦克风。用户友好的触摸板。坚固耐用的镁金属注模机箱。全新深色设计；受污物的影响显著降低。设计型式15.6英寸宽屏显示屏（16:9形式），LED背光照明，高亮度时无反射，即使打开很多窗口也能很好地浏览；根据环境光线条件，可使用热键调节亮度。可选显示分辨率：全高清(1920x1080)1366x768(支持高清)带有串行ATA接口的高速硬盘；便于更换，可在不同软件版本或操作系统之间快速切换。可选硬盘：320GB硬盘（标准型设备）1TB硬盘（***增强型设备）300GB或480GB固态硬盘（***增强型设备）支持S5硬件SIMATIC存储卡（S5和S7）S5Online供货范围/附件预装的操作系统：WindowsXPProfessionalSP332位（注：STEP7Professional（在TIA博途中）、WinCCAdvanced（在TIA博途中）和Startdrive（在TIA博途中）未预装在操作系统为WindowsXPSP3的设备上。TIA博途软件不能在WindowsXP系统中运行（包括SP3或Windows7UltimateSP164位（注：STEP5和STEP7-Micro/Win未预装在操作系统为Windows7SP1的设备上。STEP5不能在Windows7系统中运行（包括SP1或双引导系统(WindowsXPProfessionalSP3以及Windows7Ultimate64位）（WindowsXPProfessionalSP332位：预装STEP5、STEP7-Micro/Win、STEP7Professional2010、WinCCflexible2008Advanced；Win7UltimateSP164位：STEP7Professional组合版（TIA博途和2010）、WinCCAdvanced组合版（TIA博途和flexible2008，预装Startdrive（TIA博途））预装的软件：STEP7Professional组合版（TIA博途和2010）、WinCCAdvanced、STEP7-Micro/WinV4.0和STEP5注：此软件必须通过购买许可证密钥才能使用。可选择以下许可证：软件许可证试用STEP7Professional组合版（V13和2010）、WinCCAdvanced组合版（V13和WinCCflexible2008）、STEP7-Micro/WinV4.0每一台现场编程器M4发货时均都默认随带有一个14天或21天许可证。STEP7和WinCCSTEP7Professional组合版（V13和2010）、STEP7-Micro/WinV4.0、WinCCAdvanced组合版（V13和WinCCflexible2008）供SIMATICS7和EngineeringTools的用户使用STEP5、STEP7和WinCCSTEP7Professional组合版（V13和2010）、STEP7-Micro/WinV4.0、STEP5、WinCCAdvanced组合版（V13和WinCCflexible2008）供SIMATICS5、SIMATICS7和工程工具的用户使用随附的附件PowerDVD、Nero软件套装（带有已选的WindowsXP操作系统）。数据备份方案使用SIMATICIPC镜像和分区创建器(可选)。电源电压范围宽：100-240V，50-60Hz。符合特定***要求的电源电缆。便携式背包，供移动使用。锂离子电池所选操作系统的回复数据载体文档套件集成WLAN(802.11a,b,g,n)，带有专门为现场编程器M4设计的天线。集成WLAN通过了欧盟(CE)、美国(FCC)和加拿大(IC)、韩国(KCC)和中国(CCC)的相关认证。在这些***以外的地区使用时，必须遵守相关***的规定。蓝牙。双显示屏技术；支持具有两种不同分辨率的两个屏幕的扩展桌面，有助于大幅提高工作效率。AMT功能（英特尔主动管理技术）；通过此功能，即使为了诊断和纠正故障而将操作系统关闭，也能访问FieldPG（进行维护）：现场编程器的控制启动/关闭访问BIOS设置和BIOS更新发生故障时（例如在重启时），通过远程访问进行测量从集成ISO映像进行软件更新SIMATICFieldPGM4一般特点设计便携式PC处理器InCeleron1020E处理器，2.2GHz，2MB缓存InCorei7-35x0M处理器，高达3.6GHz，4MB高速缓存，iAMT8.0RAM可扩展至16GBDDR3SODIMM扩展用空余插槽1xPCCard(I型,II型)1个ExpressCard接口(34和54mm)图形卡InHD4000显卡，分辨率2560x1600像素，适用于i5和i7处理器显示器15.6"宽屏显示器,16:9规格1366x768(支持高清)1920x1080(全高清)扬声器内置式立体声扬声器***装置触摸板，带有两个鼠标按钮操作系统WindowsXPProfessionalSP332位Windows7UltimateSP1（64位）双引导系统(WindowsXPProfessionalSP3和Windows7UltimateSP164位）电源大范围电源，100-240VAC，50-60Hz；大容量8800mAh锂离子电池（运行时间大于5小时；不使用的情况下，放电时间超过5个月）保修条款硬件24个月（电池6个月）1)接口PROFIBUSDP/MPICP5711兼容，9.6Kbps至12Mbps，9针SubD插座；也可以在虚拟操作系统中使用COM1V.24/终端设备(用于SIMATICS5；TTY为可选版本)；通过随供的适配器连接9芯sub-D插头SIMATIC存储器卡用于SIMATIC存储卡和S5存储器模块的编程接口（S5EPROM模块为可选设备）SIMATIC微型存储卡用于SIMATIC微型存储卡的接口存储卡读卡器以下存储卡的接口：***C（SIMATIC存储卡）SD/SHCxD-Picture卡MSPro以太网2个千兆以太网接口(RJ45)USB2xUSB3.0，***大1倍高电流(900mA)；在WindowsXP系统中，USB2.02个USB2.0口，高速USB；***大2倍大电流(500mA)或1A；其中1个USB接口具有充电功能，可为断电模式下的移动设备充电PCCard(PCMCIA)/ExpressCard/541xPCCard(I型,II型)1个ExpressCard接口(34和54mm)DVI-I1个外部监控器接口(借助DVI/VGA适配器，可以使用VGA监控器)标准显示器接口(DPP)用于外部显示器的接口，分辨率：2560x1600像素WLAN2)集成式，IEEE802.11a,b,g,n耳机/麦克风均配有3.5mm立体声连接插孔安全安全类别安全等级II，符合IEC61140安规符合VDE0805，符合IEC60950-1:2006IEC60950-1:2005EN60950-1:2006变更为EN60950-1:2006/A11:2009DINEN60950-1(VDE0805-1):2006-11变更为DINEN60950-1/A11(VDE0805-1/A11):2009-11UL60950-1第二版CAN/CSA-C22.2No.60950-1-07，第二版<spanstyle="\&quot;color:rgb(102,"102,=""102)\"="">外形尺寸和重量外形尺寸（WxHxD），[mm]385x53x275重量，约不带电池时约3kg带电池时约3.4kg1)出于技术上的原因，电池容量在每次充电/放电操作之后都会降低，并且在很高或很低的温度下储存时容量也会会降低。因此，每次充电后的运行时间将会随着时间的推移缩短。在正常使用情况下，从购买现场编程器的日期开始，电池可在满6个月时充放电一次。电池容量的损失不在保修范围之列。为保证电池的正常使用，我们提供了6个月的保修期。6个月结束时，电池性能若明显降低，建议使用一块原装西门子电池将该电池更换。2)内置WLAN（含天线），专门针对现场编程器M4而设计。集成WLAN通过了欧盟(CE)、美国(FCC)、加拿大(IC)、韩国(KCC)和中国(CCC)的相关认证。在这些***以外的地区使用时，必须遵守相关***的规定。3)电池充电和CD/DVD刻录只能在35ºC的环境温度下进行。)