plc先进控制策略研究与应用
摘 要 本课题从工业控制实际应用角度出发，对PLC的控制功能进行深入的研究和探讨，以提高和扩展PLC控制器的应用水平和应用范围。本课题:PLC先进控制策略的研究与应用，其目的是通过研究使一些先进控制算法在PLC及组态系统上得以实现，并开发相应的应用程序，经过验证后最终应用到工业过程控制中去。 在PLC组态系统中实现先进控制算法，形成具有人工智能的控制模块及网络系统，能大大提高系统的控制水平，改善控制质量。从经济角度来看，目前PLC生产商的一些产品具备先进控制模块，如模糊模块。但它们的价格十分昂贵，且封闭性较强，不适合我国中小型企业的工业改造。因此开发较为通用的先进算法实现技术，对于我国中小型企业的工业改造具有很大的意义，既可降低生产成本，又可提高经济效益。
目录 1
一 绪论 2
1.1 研究目的和意义 2
1. 2 PLC的发展 3
1.2.1 PLC的出现 3
1.2.2 PLC的组成 3
1.2.3 PLC控制器 3
1.2.4 PLC技术的特点 3
二 PLC控制系统的研究 4
2.1 PLC控制系统分类 4
2.1.1 PLC单机/扩展控制系统 4
2.1.2 PLC分布式控制系统 4
2.1.3 基于PLC的现场总线系统 4
2.2 PLC模糊控制器 5
2.2.1 PLC硬件模糊控制器 6
2.2.2 基于PLC查表法实现模糊控制 6
2.2.3 软件模糊推理法 7
2.2.4模糊PID控制的发展现状 7
三 PLC模糊控制器的研究与应用 9
3.1 模糊控制理论 9
3.2 模糊控制系统 10
3.2.1 模糊控制器的组成 11
3.3 PLC模糊控制器设计 11
3.3.1 PLC模糊控制器结构 12
3.3.2 实现模糊控制器设计 12
四 结论 13
参考文献 13
致谢 14
一、 绪 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
论
1.1.研究目的和意义
自动化领域现阶段使用的可编程逻辑控制器(PLC)早已成为最主要的控制系统，聚集功能丰富、可靠性高等优点。但是就当前应用情况而言，PLC主要采用数据采集、顺序控制和PID反馈控制等最基本控制功能。许多PLC的制造商也将PID模块设计在他们的产品中。技术的发展使PLC产品和iec11313相联系，PLC传输对外开放越明显，控制算法可与PLC的常规控制系统可兼容。
PLC应用于工业控制上时，其重点分析其控制功能，用于增大PLC控制器的范围。本课题用PLC和配置系统的研究当做研究目的，为了尽快完成控制算法，以应用开发，在工业中发挥更大的作用。
许多先进的技术应用在了PLC系统中，建立了PLC模块和网络模块，因此系统的控制技术提高了很多，控制质量也有改善。对于经济发展来说，PLC的产品应用在了许多地方，模糊模块只是其中之一。因为它们的价格定位非常高，而且对外不开放，所以对中国中小企业的工业转型是不合适的。PLC系统的建立对我国很多企业有重要的影响，不仅可以降低生产成本，还可以提高经济效益。
模糊控制技术是智能控制的一个分支，经过几年的发展该体系已经相对成长很多，所以先进控制不再只有专业人员可以做到，因此将实用的先进控制转变为社会生产力，加快了开发控制系统的时间，使先进控制技术快速流转起来，为提高工业自动化水平具有里程碑的意义。
1.2 PLC的发展
1.2.1 PLC的出现
现在机械越来越倾向于自动化和机械自动化，因此要解决的一个重要问题就是独立处理数据问题,如果机器可以快速处理输入数据和输出结果允许机器回应这种机械自动化程度应该是最高的,为了解决这个问题,PLC变运应而生。原始PLC的功能只是简单的逻辑操作,如一个简单的计数、计时功能和最初的使用是有限的早期汽车工业PLC的程序运行,也是进行每一个运行的“傻瓜”式的单条运行，但随着计算机和各种计算机的发展和计算机的研究不断深入，这个PLC功能非常丰富的市场占有率很高。
1.2.2 PLC的组成
实际上，PLC和我们通常使用的个人电脑组成相差无几，有自己的CPUJ /零输入/输出板,内存芯片，插入电源后就会知道PLC,PLC的结构工作，对其也可以了解的差不多，毋庸置疑的是PLC控制的核心是CPU，包含在其中,因为我们喜欢人类的大脑命令运行的其他地方，现在除了增加PLC过程控制、运动控制等功能,这些都是通过CPU开始工作后的I / 0输入/输出模块的功能模块是外部PLC的传入和传出的数据通道，使PLC能接触和处理外界数据时很“顺畅”，PLC存储功能为数据处理我们不能通过计算得到的，重复几次运算后可以获得最终的结果以及数据在计算的过程中,得到中间结果的值,我们需要使用内存芯片来存储，为我们后续地利用电源的灯光显示器需要和CPU进行相连提供方便，确保CPU电源灯在工作后一直处于工作的状态。
1.2.3 PLC控制器
可编程逻辑控制器是当前社会上技术含量最高的电子系统，执行生产中各种操作指令，应用内部存储能力，以及数字或模拟的两个变量，对自动化控制加以实现。
PLC在工业领域，可大致4种，分别为开关量控制、位置控制、闭环过程控制和人工智能控制。PLC、DCS、IPC和HMI占据了主要市场份额。其中，前三种有三分天下的趋势，发展趋势十分可观。
1.2.4 PLC技术的特点
PLC又叫做可编程控制器，根据微处理器的原理，又借助控制技术等其他现代通信功能，新研制出来的控制装置。在自动化控制中广泛应用，就是根据它结构单一和功能丰富等优点。它的优点主要为：
(1)PLC适用性强
随着科技的发展，PLC可用于各种规模的工业控制。现代PLC不仅具有逻辑功能，还同时兼备精准的数据计算能力，可使用各种数字记性控制。近几年，PLC功能完善很快，已于各行各业建立联系，比如温度/位置控制开关、CNC等。
(2)PLC灵活性高
PLC具有的柔软、用途广泛的特点，其系列产品已经细化，功能模块多种多样，各种控制系统都可以应用。在PLC控制系统中，只需将相应的输入和输出信号线连接到PLC的终端。同样的PLC设备可以用于不同的控制对象，但是输入和输出组件不同于应用软件。从技术的角度来看，PLC的灵活性主要有以下表现：
（1）编程的灵活性。PLC中常用的编程语言包括功能图、梯形图、功能模块、布尔助记等。
目录 1
一 绪论 2
1.1 研究目的和意义 2
1. 2 PLC的发展 3
1.2.1 PLC的出现 3
1.2.2 PLC的组成 3
1.2.3 PLC控制器 3
1.2.4 PLC技术的特点 3
二 PLC控制系统的研究 4
2.1 PLC控制系统分类 4
2.1.1 PLC单机/扩展控制系统 4
2.1.2 PLC分布式控制系统 4
2.1.3 基于PLC的现场总线系统 4
2.2 PLC模糊控制器 5
2.2.1 PLC硬件模糊控制器 6
2.2.2 基于PLC查表法实现模糊控制 6
2.2.3 软件模糊推理法 7
2.2.4模糊PID控制的发展现状 7
三 PLC模糊控制器的研究与应用 9
3.1 模糊控制理论 9
3.2 模糊控制系统 10
3.2.1 模糊控制器的组成 11
3.3 PLC模糊控制器设计 11
3.3.1 PLC模糊控制器结构 12
3.3.2 实现模糊控制器设计 12
四 结论 13
参考文献 13
致谢 14
一、 绪 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
论
1.1.研究目的和意义
自动化领域现阶段使用的可编程逻辑控制器(PLC)早已成为最主要的控制系统，聚集功能丰富、可靠性高等优点。但是就当前应用情况而言，PLC主要采用数据采集、顺序控制和PID反馈控制等最基本控制功能。许多PLC的制造商也将PID模块设计在他们的产品中。技术的发展使PLC产品和iec11313相联系，PLC传输对外开放越明显，控制算法可与PLC的常规控制系统可兼容。
PLC应用于工业控制上时，其重点分析其控制功能，用于增大PLC控制器的范围。本课题用PLC和配置系统的研究当做研究目的，为了尽快完成控制算法，以应用开发，在工业中发挥更大的作用。
许多先进的技术应用在了PLC系统中，建立了PLC模块和网络模块，因此系统的控制技术提高了很多，控制质量也有改善。对于经济发展来说，PLC的产品应用在了许多地方，模糊模块只是其中之一。因为它们的价格定位非常高，而且对外不开放，所以对中国中小企业的工业转型是不合适的。PLC系统的建立对我国很多企业有重要的影响，不仅可以降低生产成本，还可以提高经济效益。
模糊控制技术是智能控制的一个分支，经过几年的发展该体系已经相对成长很多，所以先进控制不再只有专业人员可以做到，因此将实用的先进控制转变为社会生产力，加快了开发控制系统的时间，使先进控制技术快速流转起来，为提高工业自动化水平具有里程碑的意义。
1.2 PLC的发展
1.2.1 PLC的出现
现在机械越来越倾向于自动化和机械自动化，因此要解决的一个重要问题就是独立处理数据问题,如果机器可以快速处理输入数据和输出结果允许机器回应这种机械自动化程度应该是最高的,为了解决这个问题,PLC变运应而生。原始PLC的功能只是简单的逻辑操作,如一个简单的计数、计时功能和最初的使用是有限的早期汽车工业PLC的程序运行,也是进行每一个运行的“傻瓜”式的单条运行，但随着计算机和各种计算机的发展和计算机的研究不断深入，这个PLC功能非常丰富的市场占有率很高。
1.2.2 PLC的组成
实际上，PLC和我们通常使用的个人电脑组成相差无几，有自己的CPUJ /零输入/输出板,内存芯片，插入电源后就会知道PLC,PLC的结构工作，对其也可以了解的差不多，毋庸置疑的是PLC控制的核心是CPU，包含在其中,因为我们喜欢人类的大脑命令运行的其他地方，现在除了增加PLC过程控制、运动控制等功能,这些都是通过CPU开始工作后的I / 0输入/输出模块的功能模块是外部PLC的传入和传出的数据通道，使PLC能接触和处理外界数据时很“顺畅”，PLC存储功能为数据处理我们不能通过计算得到的，重复几次运算后可以获得最终的结果以及数据在计算的过程中,得到中间结果的值,我们需要使用内存芯片来存储，为我们后续地利用电源的灯光显示器需要和CPU进行相连提供方便，确保CPU电源灯在工作后一直处于工作的状态。
1.2.3 PLC控制器
可编程逻辑控制器是当前社会上技术含量最高的电子系统，执行生产中各种操作指令，应用内部存储能力，以及数字或模拟的两个变量，对自动化控制加以实现。
PLC在工业领域，可大致4种，分别为开关量控制、位置控制、闭环过程控制和人工智能控制。PLC、DCS、IPC和HMI占据了主要市场份额。其中，前三种有三分天下的趋势，发展趋势十分可观。
1.2.4 PLC技术的特点
PLC又叫做可编程控制器，根据微处理器的原理，又借助控制技术等其他现代通信功能，新研制出来的控制装置。在自动化控制中广泛应用，就是根据它结构单一和功能丰富等优点。它的优点主要为：
(1)PLC适用性强
随着科技的发展，PLC可用于各种规模的工业控制。现代PLC不仅具有逻辑功能，还同时兼备精准的数据计算能力，可使用各种数字记性控制。近几年，PLC功能完善很快，已于各行各业建立联系，比如温度/位置控制开关、CNC等。
(2)PLC灵活性高
PLC具有的柔软、用途广泛的特点，其系列产品已经细化，功能模块多种多样，各种控制系统都可以应用。在PLC控制系统中，只需将相应的输入和输出信号线连接到PLC的终端。同样的PLC设备可以用于不同的控制对象，但是输入和输出组件不同于应用软件。从技术的角度来看，PLC的灵活性主要有以下表现：
（1）编程的灵活性。PLC中常用的编程语言包括功能图、梯形图、功能模块、布尔助记等。
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