PDF《基于西门子 S7- 300 PLC 的模糊控制实现》

基于西门子 S7-

300 PLC的模糊控制实现 瞿枫1,徐中宏

2 , 孙冀3(1.

南京师范大学 数学与计算机科学学院, 江苏 南京

210097 ;

2 . 南京市 市政设计研究院, 江苏 南京

210001 ;

3 . 南京师范大学 电气与自动化工程学院, 江苏 南京 210042) [摘要 ] 针对现场装置对象中大时滞、 非线性和难以建立 精确数学 模型等问 题, 考虑将 先进的智 能控制方法 与传统的 自 动化装置相结合以实现低成本自动化;

根据模糊控制原理 和PLC 的特 点, 提出了 模糊控制 在PLC 上的实现 方法;

给出了 基 于西门子 S7-

300 PLC 的模糊控制器的设计方法和梯形图程序. 在实 验装置上完成 了对三级水箱 的有效控 制, 实验显示 该 控制系统运行可靠、 有效, 在控制性能上明显优于传统的 PI D控制方法. [关键词 ] 智能控制, 模糊控制, 可编程逻辑控制器 [中图分类号 ] TP273 [ 文献标识码 ] B [文章编号 ] 1672-1292( 2007)

04 -0023-05 Realizing Fuzzy Control Based on Siem ens S7-

300 PLC Qu Feng

1 , Xu Zhonghong

2 , Sun Ji

3 (

1 . School ofM athem atics and C omputer Science, Nanjing Nor m alUniversity, Nanjing

210097 , China;

2. The Municipal Institute ofN anjing, Nanjing

210001 , China ;

3 . School ofE lectrical and Autom ation E ngineering, Nanjing Nor malU niversity, Nanjing

210042 , China) Abstract : A i m ing at the prob le m s of the long ti m e lag , nonlinearity and the precisem athe m aticm odel that is hard to build, w e consider co m bin ing the advanced intelligen t controlw ith the trad itional auto m atic instrum ent to realize low cost auto m atization . A ccording to the principles of fuzzy control and the features of PLC, the paper presents am ethod of realizing fuzzy control based on the PLC, and suggests a design and ladder progra m of the fuzzy controller based on S ie m ens S7-

300 PLC. The effective control for the three -steps w ater tank plan t has been realized on the experi m ental installation. The experi m ent resu lts ind icate that the fuzzy control syste m is reliable and efficient in operating and thus better than the traditional PI D control in perfor m ance . K ey words : intelligent contro,l fuzzy contro, l PLC 收稿日期:

2007 -01-08 . 基金项目: 南京市市政设计院资助项目. 作者简介: 瞿枫(1983-), 硕士研究生, 主要从事人工智能与智能控制方面的学习与研究. E-m ai: l fengqu@ nsgk . net 通讯联系人: 孙冀(1963 -), 副教授, 博士, 主要从事控制理论与控制工程方面的教学与研究. E -m a i:l sg@ nsgk . net

0 引言 在实际工业过程控制系统中, 涉及到很多非线性、 大时间滞后的复杂系统, 使得建立数学模型非常困 难, 或者说根本不可能建模. 近年来, 对这类问题的处理提出了许多新型的控制方法, 模糊控制就是其中之 一. 采用模糊逻辑把人的控制经验归纳为用定性描述的一组条件语句, 然后利用模糊集理论, 将其定量化, 使控制器得以接受人的经验、 模仿人的操作策略, 这就形成了所谓的模糊控制器. 这种控制器来自于操作 员的经验或实际实验的结果, 而不是来自于数学模型, 可以完全替代人的手动操作, 可克服人的不确定因 素, 使系统具有更高的可靠性. 更重要的是, 它能解决许多传统基于线性系统理论难以解决的控制问题. 一 般认为模糊控制是一种对于存在滞后和随机干扰的系统有较好控制效果的控制方法. 在模糊控制技术应用领域, 其模糊控制器基本上都是由个人计算机、 单片机或专用模糊控制芯片实现 的. 在工业控制中, 可编程逻辑控制器 (简称 PLC )的应用极其广泛, 如果把模糊控制技术与 PLC 结合起