【文章內容簡介】 的數字設備 ,由硬件和軟件兩部分組成 。 人機界面產品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數據存貯單元等，其中處理器的性能決定了 HMI 產品的性能高低，是 HMI四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告 5 的核心單元。根據 HMI 的產品等級不同，處理器可分別選用 8 位、 16 位、 32 位的處理器。 HMI 軟件分為兩部分，即運行于 HMI 硬件中的系統(tǒng)軟件和運行于 PC 機 Windows 操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件（如組態(tài) 王等 ）。 用戶 必須先使用組態(tài)軟件制作 “ 工程文件 ” ，再通過 PC 機和 HMI 產品的串行通訊 口，把編制好的 “ 工程文件 ” 下載到 HMI 的處理器中運行 。 2. PLC 系統(tǒng)硬件 設計 . 模塊設計 系統(tǒng)模塊功能圖如下所示 圖 2 溫度檢測與控制系統(tǒng) 原理結構圖 本溫度控制系統(tǒng) 中， 傳感器 （電熱偶） 將檢測到的溫度信號轉換 成電壓信號經過溫度模塊后， 與設定 溫度 值進行比較 ， 得到偏差 ， 此偏差 送入 PLC控制器 按 PID算法進行修正 ， 返回對應工況下的 固態(tài)繼電器 導通時間 ， 調節(jié)電熱絲的有效加熱功率 ， 從而實現對爐子 的溫度控制?？刂葡到y(tǒng) 方框 圖如 下所示 圖 3 控制系統(tǒng)方框圖 PLC 控制器 EM235 熱電 阻 溫 度模塊 熱 電 偶 四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告 6 EM235 模擬量擴展模塊 EM235是最常用的模擬量擴展模塊，它實現了 4路模擬量輸入和 1路模擬量輸出功能。下面以 EM235為例講解模擬量擴展模塊接線圖，如圖。 圖 4 EM235 接線圖 圖演示了模擬量擴展模塊的接線方法，對于電壓信號，按正、負極直接接入 X＋和 X－；對于電流信號，將 RX和 X＋短接后接入電流輸入信號的“＋”端；未連接傳感器的通道要將 X＋和 X－短接。 對于某一模塊，只能將輸入端同時設置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。 下表說明如何用 DIP 開關設置 EM235 擴展模塊，開關 1到 6可選擇輸入模擬量的單/雙極性、增益和衰減。 EM235 開關 單 /雙極性選擇 增益選擇 衰減選擇 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON 單極性 OFF 雙極性 OFF OFF X1 OFF ON X10 ON OFF X100 四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告 7 圖 5 EM235開關 由上表可知， DIP開關 SW6決定模擬量輸入的單雙極性，當 SW6為 ON時，模擬量輸入為單極性輸入， SW6為 OFF時，模擬量輸入為雙極性輸入。 SW4和 SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而 SW1， SW2， SW3共同決定了模擬量的衰減選擇。根據上表 6個 DIP開關的功能進行排列組合，所有的輸入設置如下表： 6個 DIP 開關決定了所有的輸入設置。也就是說開關的設置應用于整個模塊，開關設置也只有在重新上電后才能生效。 因為本實驗設備采用的是單極性電流信號輸入，所以應用滿量程輸入為“ 0到 20mA”的檔位， SW1至 SW6檔位位置為“上，下，下，下，下，上”。 溫度檢測與控制模塊 ON ON 無效 ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF ON 單極性 滿量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON 0到 50mV V OFF ON OFF ON OFF ON 0到 100mV 25μ V ON OFF OFF OFF ON ON 0到 500mV 125uA OFF ON OFF OFF ON ON 0到 1V 250μ V ON OFF OFF OFF OFF ON 0到 5V ON OFF OFF OFF OFF ON 0到 20mA 5μ A OFF ON OFF OFF OFF ON 0到 10V 雙極性 滿量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF OFF 177。 25mV V OFF ON OFF ON OFF OFF 177。 50mV 25μ V OFF OFF ON ON OFF OFF 177。 100mV 50μ V ON OFF OFF OFF ON OFF 177。 250mV 125μ V OFF ON OFF OFF ON OFF 177。 500 250μ V OFF OFF ON OFF ON OFF 177。 1V 500μ V ON OFF OFF OFF OFF OFF 177。 OFF ON OFF OFF OFF OFF 177。 5V OFF OFF ON OFF OFF OFF 177。 10V 5mV 四川師范大學成都學院電子工程系課程設計報告 8 該模塊采用 24V直流電源輸入，輸入信號為 EM235模擬量輸出口 VO和 M0，輸出的為電流信號接入 EM235的 C+和 C。加熱控制設備為熱電阻，檢測設備為與熱電阻緊貼著的熱電偶。 . PID 控制 器 PID 控制器基本概念 PID 控制器就是根據系統(tǒng)的誤差 ,利用比例、積分、微分計算出控制量來進行控制。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時、控制理論的其它技術難以采用時 ,系統(tǒng)控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定，這時應用PID 控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過 有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數時 ,最適合采用 PID 控制技術。 閉環(huán)控制系統(tǒng)特點 控制系統(tǒng)一般包括開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng) (Openloop Control System)是指被控對象的輸出 (被控制量 )對控制器 (controller)的輸出沒有影響，在這種控制系統(tǒng)中 ,不依賴將被控制量反送回來以形成任何閉環(huán)回路。閉環(huán)控制系統(tǒng) (Closedloop Control System)的特點是系統(tǒng)被控對象的輸出 (被控制量 )會反送回來影響控制器的輸出 ,形成一個或多個閉環(huán)