重庆科技学院本科生毕业论文 2 硬件设计
电路、交流输出电路和交直流输出电路[14]。固态继电器的输出电路就是一个开关负载的原件。
通过PLC把控制的温度经DA转换，然后传入固态继电器信号，使固态继电器驱动发热原件工作。在最后的考虑中，决定了用GOLD固特三相交流固态继电器SA3-4080D 80A SA34080D，该型号的具体主要参数如下：
表2.4 SA3-4080D 80A SA34080D固态继电器参数信息
此固态继电器连线图：
图2.3 固态继电器接线图
2.5 触摸屏选择
触摸屏，也叫做触控屏、触控面板。它利用屏幕上的感应系统反馈对屏幕触碰的信息的一种新型设备，然后该系统会根据事先编程规定的指令运行接下来的步骤。触摸屏是现今最流行的输入设备，已经应用在了很多的领域，比如我们最常见的手机，已经普遍是触摸屏控制的了，还有其他很多的领域都使用了触摸屏的控制，因为它是目前为止
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最简单方便的人机交流设备。
触摸屏按照其技术原理大概可以分为五个种类：矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏[16]。其中优缺并存，根据不同的场合选择不同的类型。另外触摸屏还可以按照它不同的工作原理和信息传输的方式分为电阻式触摸屏、电容感应式触摸屏、红外线式触摸屏以及表面声波式触摸屏[16]。它们各自有自己独有的，但也都存在着缺陷，这就根据需要选择不同的原理的触摸屏。
本设计选用触摸屏来进行参数显示和设置，使其系统显得更加人性化，操作更加方便简单。生产应用于PLC的触摸显示屏的厂商主要是国外的发达国家，其中以三菱，欧姆龙，keyence，proface，西门子等公司的产品应用最多，本设计采用西门子PLC，因此选择西门子触摸屏以达到匹配。最终确定型号为西门子触摸屏 Smart700IE 6AV6 648-0BC11-3AX0，该型号主要参数如下表：
表2.5 Smart700IE 6AV6 648-0BC11-3AX0参数信息上 显示尺寸（英寸） 开孔尺寸（mm） 前面板尺寸（mm） 显示类型 分辨率（宽×高.像素） 颜色 亮度 亮度调节 背光寿命（25℃） 触屏类型 CPU 供电电源 电压允许范围 内存 蜂鸣器 时钟 通信接口 以太网接口 USB MMC/SD/CF卡槽 功能键 7英寸宽屏 192×138 213×159 LCD-TFT 800×480 65536 250cd/m2 √ 最大40000小时（屏保） 4线电阻式触摸屏 ARM.400MHZ 24VDC 19.2V-28.8VDC 64MSDRAM+8MFlash √ 软件时钟 1×422/485 1×RJ45 - - -
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表2.6 Smart700IE 6AV6 648-0BC11-3AX0参数信息下
环境条件 操作温度 存储运输温度 最大相对湿度 耐冲击性 防护等级 前面 背面 软件功能 组态软件 可连接的西门子PLC 变量 画面数 报警缓存 配方 趋势曲线 报警缓冲 脚本/存档 认证
SIMATIC WinCC flexible 2008 S7-200 800 100 256 5 √ √ — CE IP65 IP20 0-50℃ —20—60℃ 90% 15g/11ms 下面即列出西门子S7-200系列匹配触摸屏的一种外观图：
图2.4 西门子s7-200触摸屏
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2.6 硬件设计图
根据前面选择好的硬件，最终设计出总的硬件连接图如下：
图2.5 硬件设计总连接图
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重庆科技学院本科生毕业论文 3 温度控制算法
3 温度控制算法
3.1 温度控制与PID运用
图3.1 PID温度过程控制图
上图就是一个在工业生产或现实生活中常用的过程控制闭环系统，它主要作用就是控制一个特定的环境的温度保持在设定的温度范围内。该系统有温度传感器获得温度信息，用来采集实际的温度获得和需要的温度的误差值，然后利用PID调节器的运算，得到控制系统调节的数据，然后驱动固态继电器控制发热管的发热量，来克服这个温度变化，保证它的误差趋近于无。就比如，假如某一瞬间，恒温箱里面的热量散失很多，也就是温度变化很大，这个时候就会通过反馈调节，使温度返回到变化之前的温度，它的温度调节过程如下图：
图3.2 PID温控关系变化图
温度控制输出是靠固态继电器，固态继电器是以脉宽可调电压作为输出端口。当固态继电器的输入端传人信号，输出端就会有电压加载到驱动的发热原件两顿，使其工作。当SSR没有接收到输入信号时，SSR就会断开。所以，发热原件两端的电压平均值就为：
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