基于PLCS7300模糊PID控制的设计与开发
基于PLC的温度PID_模糊控制系统设计与仿真
第 6期
图 3 主程序软件设计流程图 Fig. 3 The m ain program sof tw are flow ch art
图 4 主程序选择控制梯形 F ig. 4 Th em ain p rogram con trol ladder d iagram
2. 2 模糊控制程序 此程序段为查模糊控制表程序设计, 根据模糊控
由模糊规则进行推理可以得出模糊控制器语言规 则的输入 输 出关 系, 其关 系 是一 个非 线性 的关 系曲 面。当偏差较大时, 控制量的变化应尽力使偏差迅速 减小; 当偏差较小时, 除了要消除偏差外, 还要考虑系 统的稳定性, 防止系统出现过冲, 甚至引起系统振荡。 由隶属度函数及规则表, 使用 M amdan i推理方法和面 积重心法进 行清晰 化, 可以得 到控 制查 询表, 见 表 2
=
KP [ e( t)
+
1 Ti
t
0 e( t) dt + T D
d
e( t dt
)
]
在 PLC 软件内部有专门的 P ID 编程指令, 因此此
部分控制在软件中直接实现。
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2011年 6月
农 机化 研 究
2 系统的软件实现与仿真
2. 1 系统主程序 将传感器采集到的信号与设定 值比较, 在远大于
2011年 6月
农 机化 研 究
第 6期
基 于 PLC 的 温 度 P I D - 模 糊 控 制 系 统 设 计 与 仿 真
陈水生1 , 孟庆建2
( 1. 浙江 康 恩 贝 制药 股 份 有 限公 司 , 浙 江 兰 溪 3 21109; 2 石河 子 大 学 机械 电 气 工 程学 院 , 新 疆 石 河 子 83 2000 )
基于PLCS7300模糊PID控制的设计与开发429
基于S7-300模糊PID控制实验平台设计与开发摘要随着PLC的技术越来越成熟，做为一种辅助控制工业生产的器件，已经越来越广泛的应用在工业生产的各个领域。
S7-300系列可编程控制器是西门子全集成自动化系统中的控制核心，是其集成与开放特性的重要体现。
模糊PID控制一直是一种普遍应用于现在工业中的一种算法，它有十分突出的优点。
以上两种方法和技术相结合就能完善的建立出完善的系统。
通过实际液位和期望值的偏差或者是是偏差的变换率做为系统的控制输入，利用其输出控制来调节变频器达到控制流量，以达到控制液面随期望值变化的目的本设计利用WINCC实现人机界面，应用PLC中的模糊PID模块控制，使PLC进行模糊计算后反模糊化后控制仿真平台，液面高度反馈回PLC。
实现对仿真平台的连续控制。
通过此文可建立一套完整的系统，仅通过人机界面既可达到控制、检测、检验、手动调节、启动停止等功能的实现。
关键词：模糊算法、模糊PID控制、人机界面、PLCDesign and the development of the experience platform based on S7-300 and Fuzzy PID ControlAbstractPLC technology as more and more mature, as an auxiliary device to control industrial production has become increasingly wide range of applications in various fields of industrial production.S7-300 series programmable logic controller is the Siemens Totally Integrated Automation Control of the core system is its integrated and open an important manifestation of characteristics.Fuzzy PID control has been applied to a general industry is now an algorithm, it has the advantage of very prominent. These two kinds of methods and technology will be able to complete the establishment of a sound system. Through the actual level and the expectations of the deviation is the deviation or change of rate control input for the system, using the output control to adjust the inverter to control the flow of liquid to achieve control with the aim of changing expectationsIn this paper, the realization of human-machine interface WINCC fuzzy PID control as a PLC input, so that PLC control simulation platform and fed back to the PC. Simulation platform to achieve continuous control.Through the establishment of this article can be a complete set of system can only achieve through the man-machine interface control, testing, inspection, manual adjustment, start to stop the realization of functionsKey words：PLC, fuzzy PID control, human-machine interface目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1模糊控制PID (1)1.2模糊控制研究方向展望 (3)1.3仿真平台 (6)1.4本文工作 (6)2实验系统的软件设计 (8)2.1实验平台的软件设计 (9)2.2平台的软件结构设计 (10)2.3平台功能设计 (10)2.4平台人机界面设计 (12)2.5平台的算法设计 (13)3系统平台的软件开发 (15)3.1平台的软件开发 (15)3.1.1平台的人机界面开发 (15)3.2平台的算法开发 (19)3.3本章小节 (24)4 实验平台及实验研究 (25)4.1实验的硬件设计 (25)4.1.1平台的功能设计 (25)4.2 实验 (26)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A （外文文献标题） (32)附录B （中文译文标题） (39)附录C （其它附录资料标题） (42)1 绪论自从上世纪30年代以来，自动化技术获得惊人的成就，现在在工业生产和科学发展中起着关键作用。
PLC的温度控制系统的设计与实现—关于S7300模拟量处理及闭环控制
电压，电 流 （对称的 ）
电压，电 流 （不对称 的）
超限
-27648到+27648 可转换为对称的电压或电流的额定范围 ： • ± 10V • ± 20mA
0 到+27648 可转换为不对称的电压或电流的额定范围 ： • 0 到 10V • 1 到 5V • 0 到 20mA • 4 到 20mA
可以在更短的时间间隔内刷新。
PLC的温度控制系统的设计与实现— 关于S7300模拟量处理及闭环控制
PLC的温度控制系统的设计与实现— 关于S7300模拟量处理及闭环控制
• 输出类型 点击该选项以显示和选择可能的输出类型（例如，电流）。确 认在未连接的输出通道上没有电压，你应该不激活它们（输出类型不激活） 并使它们开路。这也降低循检时间。
• 结果存储器 模数转换的结果存储在结果存储器中，并一直保持到被一个新 的转换值所覆盖。可用“L PIW…”指令来访问模数转换的结果。
• 模拟输出 传递指令“T PQW...” 用来向模拟输出模板中写模拟量的数值 （由用户程序计算所得），该数值由模板中的DAC（数模转换器）变换为标 准的模拟信号
PLC的温度控制系统的设计与实现— 关于S7300模拟量处理及闭环控制
IN输入端的模拟值可直接从模板上读取或从一个 INT格式的数据接口上读取。
LO_LIM (下界) 和HI_LIM (上界) 输入参数用于定义规范化的物理量范围。本例 中,转换为0 到50 0升范 围。
规范化后 的值（ 实际物 理量） 以实数 格式存 储在 O U T输 出端 (LO_LIM <= OUT <= HI_LIM) 。
• 诊断中断 当故障出现时，模板触发CPU的诊断中断 。有关信息被记录在CPU的诊断缓 冲区中并立即处理诊断中断组织块 OB82。在该块编程故障出现时需要的反应。模拟量 模板可以识别哪些故障由模板类型决定。
基于PLC的模糊PID控制器设计
基于 PLC实现的模糊在线整定 P I控制算法 , 并用组态软件 MCGS对过程控制系统水箱液位控 制监控时实曲线 ,得到水箱液位阶跃响应曲线 ,如 图 2、图 3所示 。
4 结论
基于 PLC实现的模糊在线整定 P I控制算法 结合了模糊控制和 P ID 控制的优点 ,反应动作快 , 稳态误差小 ,收到了良好的控制效果 。
2008年 4月
基于 PLC的模糊 P ID 控制器设计①
黄 轶 1 ,徐少川 2 ②
(11 华北科技学院 电子信息工程系 ,北京 东燕郊 101601; 21 辽宁科技大学电信学院 ,辽宁 鞍山 114044)
摘 要 : 将模糊控制器和常规 P I控制器结合起来 ,选取合适的隶属度函数和制定出模糊控制规则 ,分析输 入变量的量化因子 、输出变量的比例因子在模糊控制系统中对系统性能的影响 。将常规 P I控制 、模糊 P I控 制通过 THJ22 控制实验装置进行实际的液位控制实验 ,并用 MCGS对系统进行监控 。实验结果表明 ,采用模 糊 P ID控制的水箱液位 ,较常规 P I控制其响应速度快 ,且较快地达到稳态 ,从而改善系统的性能 。 关键词 : 模糊控制 ; PLC;液位 中图分类号 : TD273 + 14 文献标识码 : A 文章编号 : 1672 - 7169 (2008) 02 - 0057 - 03
设计中选用 THKGK21型过程控制实验装置 , 采用 S72200实现模糊在线整定 P I参数算法 ,并利 用 MCGS组态软件对调节曲线进行实时监控。
1 模糊在线整定 P I控制器参数原理及 设计
如图 1所示 ,模糊控制器其以偏差 e和偏差变
化率 ec作为输入量 ,ΔKp ,ΔTi 为输出量 ,在线调整 P I控制器参数。 K1、K2 量化因子 , K3、K4为比例 因子 。模糊 P I控制器由常规 P I控制部分和模糊 控制器两部分组成。模糊控制器根据 e和 ec,输出 ΔKp、ΔTi 作为常规 P I控制 K′p、T′i 参数的校正量 , 进行在线修改。模糊调整 P I参数计算公式如下 :
S7300的PID的简要说明
S7300的PID的简要说明简介PID控制的概念PID控制软件包里的功能块包括连续控制功能块CONT_C，步进控制功能块CONT_S以及具有脉冲调制功能的PULSEGEN。
控制模块利用其所提供的全部功能可以实现一个纯软件控制器。
循环扫描计算过程所需的全部数据存储在分配给FB的数据区里，这使得无限次调用FB变成可能。
功能块PULSEGEN一般用来连接CONT_C，以使其可以产生提供给比例执行器的脉冲信号输出。
基本功能在功能块组成的控制器中，有一系列你可以通过设置使其有效或无效的子功能。
除了实际采用PID算法的控制器外，还包括给定点值处理、过程变量处理以及调整操作值范围等功能。
应用用两个控制模块组成控制器就可以突破局限的特定应用。
控制器的性能和处理速度只与所采用的CPU性能有关。
对于任意给定的CPU，控制器的数量和每个控制器被调用的频率是相互矛盾的。
控制环执行的速度，或者说，在每个时间单元内操作值必须被更新的频率决定了可以安装的控制器的数量。
对要控制的过程类型没有限制，迟延系统（温度、液位等）和快速系统（流量、电机转速等）都可以作为控制对象。
过程分析注意：控制过程的静态性能（比例）和动态性能（时间延迟、死区和重设时间等）对被控过程控制器的构造和设计以及静态（比例）和动态参量（积分和微分）的维数选取有着很大的影响。
准确地了解控制过程的类型和特性数据是非常必要的。
控制器的选取注意：控制环的特性由被控过程或被控机械的物理特性决定，并且我们可以改变的程度不是很大。
只有选用了最适合被控对象的控制器并使其适应过程的响应时间，才能得到较高的控制质量。
生成控制器不用通过编程你就可以生成控制器的大部分功能（构造、参数设置和在程序中的调用等），前提是你掌握了STEP 7的编程知识。
在线帮助STEP 7的在线帮助同样也可以为你提供各种功能块的帮助信息进一步帮助PID控制器是标准控制器的子集。
参数设置调用参数分配用户界面在Windows95下按照下面的选项调用PID控制器的参数设置用户界面Start—SIMATIC_Step 7—PID Control ParameterAssignment在第一个对话框中你可以打开一个已经存在的CONT_C或CONT_S的背景数据块，或者你新建一个数据块作为功能的背景数据块。
基于PLC的模糊控制PID控制器的设计与应用
基于PLC的模糊控制PID控制器的设计与应用发布时间：2022-02-16T08:08:00.046Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第16期作者：马少辉[导读] 目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，在工业控制生产中，我们比较倾向于PID控制。
因为它的控制方法比较容易被工厂人员所接受和掌握，而且它的研究成本低，所以被广泛应用。
但是对于一些复杂的控制系统，由于受到众多非线性因素影响，数学模型就会不好建立，PID的控制就会受到限制。
比如遇到典型的复杂的控制系统例子，它有着多种可变因素的复杂系统，导致我们很难精确的分析系统的动静态特性。
由于它的控制器结构及参数已经固定，所以不能实时地根据误差的变化进行及时的调整。
马少辉珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市 519070摘要：目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，在工业控制生产中，我们比较倾向于PID控制。
因为它的控制方法比较容易被工厂人员所接受和掌握，而且它的研究成本低，所以被广泛应用。
但是对于一些复杂的控制系统，由于受到众多非线性因素影响，数学模型就会不好建立，PID的控制就会受到限制。
比如遇到典型的复杂的控制系统例子，它有着多种可变因素的复杂系统，导致我们很难精确的分析系统的动静态特性。
由于它的控制器结构及参数已经固定，所以不能实时地根据误差的变化进行及时的调整。
关键词:模糊PID控制;pH值控制;可编程控制器引言PID控制器作为温度控制系统不可或缺的一部分，在整个系统中起着至关重要的作用。
PID控制器具有的优点是原理简单、使用方便、控制精度高、算法成熟，并且使用时不用依赖非常高级专业的技能。
因此用PID控制器来实现温度控制系统的设计。
因此，针对上述问题，提出了一种输出方差最优的PID参数整定方法，将参数整定问题转化为一个非凸优化问题，采用粒子群算法(ParticleSwarmOptimization，PSO)求得全局最优解，实现了最小方差PID参数整定。
S7300 PLC通过OB35调用FB41功能块实现PID控制
S7300 PLC通过OB35调用FB41功能块实现PID控制，步骤为：建立OB35组织块，插入PID控制功能块FB41（从插入选项中，点击标准库，在里面选PID控制里面的FB41——之前我就是因为没用过标准库，在网上看到插入FB41，我就自己建了一个FB41，结果什么也没有，当然没有参数设置了。
——插入时，会要求你填写一个DB块的名称，我输入DB20，然后系统会自动给出一个梯形图的块，同时产生一个DB20数据块，里面的参数具体的含义，我这里把用到的给注释了一下，还有很多没用到的参数，你如果要弄清楚的话，网上有很多，就不说了哈）对其参数进行设置。
大多数参数采用系统默认值，配置程序如下：（前面几句赋值，是我把它转化为语句表时，它自动生成的，你自己试一下就晓得了）A M 300.0= L 20.0BLD 103A M 300.1= L 20.1BLD 103CALL "CONT_C" , DB20COM_RST :=L20.0 //重新启动PID，在OB100中对M300.0置位MAN_ON :=L20.1 //手动与自动切换，当MD300.1为1时是手动PVPER_ON:= //默认为0，设为1时表示反馈量不经规格化处理直接采用P_SEL := //比例选择，默认为on，表示选择P有效I_SEL := //积分选择，默认为on，表示选择I有效D_SEL := //微分选择，默认为off，表示选择P无效CYCLE :=T#200MS //PID采样周期SP_INT :=MD306 //设定压差，通过触摸屏设置PV_IN :=MD310 //反馈值，经PLC程序规格化后给MD310PV_PER := //未经规格化的反馈值MAN :=MD320 //手动状态下的输入值，由触摸屏输入GAIN :=MD324 //比例增益，由触摸屏输入TI :=MD328 //积分时间，由触摸屏输入DEADB_W :=MD340 //死区宽度，默认值为0，调整时由触摸屏输入LMN :=MD350 //PID输出…… //其它参数均采用系统默认NOP 0由于反馈值和输出值都是0-100%之间的实数，所以要将其规格化：输入时，变量*100/27648，赋值给PV-IN和SP-INT，输出时，LMN*27648/100，取整。
基于PLC的模糊PID温度控制系统的应用研究【开题报告】
毕业设计开题报告电气工程与自动化基于PLC的模糊PID温度控制系统的应用研究一、选题的背景与意义随着我国国民经济的快速发展，锅炉的使用范围越来越广泛。
而锅炉温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量和产量。
现代锅炉的生产过程可以实现高度的机械化，这就为锅炉的自动化提供了有利条件。
锅炉自动化是提高锅炉安全性和经济性的重要措施。
目前，锅炉的自动化主要包括自动检测、自动调节、程序控制、自动保护和控制计算五个方面。
实现锅炉自动化能够提高锅炉运行的安全性、经济性和劳动生产率，改善劳动条件，减少运行人员。
锅炉是工业企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽或热水，以满足负荷的需要。
锅炉设备是一个复杂的控制对象，燃气燃油锅炉主要输入变量包括负荷、给水、燃料量、送风和引风量等，主要调节变量包括水位、温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等；电加热锅炉主要输入变量包括负荷、锅炉给水和电阻丝电压等，主要调节变量包括水位和温度等。
锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。
锅炉系统是一个具有时变和时滞的比较复杂的系统，因此，对锅炉温度进行控制是工业过程控制中一个重要而且困难的问题。
在生产过程控制中，一些复杂环节，往往需要进行串级控制。
即把两个控制器串联起来，第一个控制器的设定值是控制目标，它的输出传给第二个控制器，作为它的设定值，第二个控制器的输出作为串级控制系统的输出，送到被控系统，作为它的控制“动作”。
控制系统的这种串级形式对于复杂对象的控制往往比单回路控制的效果更好。
串级控制对克服被控系统的时滞之所以能收到好的效果，是因为当用两个控制器进行串级控制时,每个控制器克服时滞的负担相对减小,这就使得整个控制系统克服时滞的能力得到加强。
在锅炉自动控制系统中，除了应用基于反馈控制原理而设计的各种调节器系统以外，计算机技术的应用也越来越普及。
由于PLC具有高可靠性、易于实现等优点，在工业控制领域中得到了广泛的应用。
s7300的PID设置FB41和FB42的一些说明
s7300的PID设置FB41和FB42的一些说明s7300的PID设置的一些说明FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。
PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。
其他的可以使用默认参数。
A：所有的输入参数：COM_RST:BOOL:重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；MAN_ON：BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；PEPER_ON：BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；P_SEL：BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；I_SEL：BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；INT_HOLDBOOL：积分保持，不去设置它；I_ITL_ONBOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON 时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。
一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；D_SEL：BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；CYCLE：TIME：PID采样周期，一般设为200MS；SP_INT：REAL：PID的给定值；PV_IN：REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；PV_PER：WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）MAN：REAL：手动值，由MAN-ON选择有效；GAIN：REAL：比例增益；TI：TIME：积分时间；TD：TIME：微分时间；TM_LAG：TIME：我也不知道，没用过它，和微分有关；DEADB_W：REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；LMN_HLM：REAL：PID上极限，一般是100%；LMN_LLM：REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；PV_FAC：REAL：过程变量比例因子PV_OFF：REAL：过程变量偏置值（OFFSET）LMN_FAC：REAL：PID输出值比例因子；LMN_OFF：REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；DISV：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；B：部分输出参数说明：LMN：REAL：PID输出；LMN_P：REAL：PID 输出中P的分量；（可用于在调试过程中观察效果）LMN_I：REAL：PID输出中I的分量；（可用于在调试过程中观察效果）LMN_D：REAL：PID输出中D的分量；（可用于在调试过程中观察效果）C：规格化概念及方法：PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）对于输入和反馈，执行：变量100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT对于输出变量，执行：LMN27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；D：PID的调整方法：一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。
一种基于PLC的模糊自适应PID控制器设计
制系统中，图２足常规ＰＩＤ控制与本文设计的模糊自适应 ＰＩＤ控制的实时曲线图。
图２锅炉温度实时曲线（左为常规ＰＩＤ，右为模糊１＂１适应ＰＩＤ）
通过对两图的比较可以看出，与常规ＰＩＤ控制相比， 模糊自适应ＰＩＤ控制波动度小、超调量小、稳定性好、过渡 （下接２５页）
万方数据
应用设计Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ
ｄＦ
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ＥｄＥ＝｛ＮＢ，ＮＭ，ＮＳ，Ｏ，ＰＳ，ＰＭ，ＰＢ），子集元素分别代表负 大，负中，负小，零，正小，正中，正大。
１．３定义模糊集合的隶属函数 隶属函数足论域元素对于语占变量从属程度的描述， 可结合工程实际，通过统计分析和专家经验而确定，一 般可取三角或是高斯型隶属度函数。由隶属度函数可以 方便地获得各模糊变量的隶属度赋值表。本文选用三角 型隶属函数。
模糊PID控制在S7-300 PLC中的实现及应用
ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｃａｓｃａｄｅ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｋ ｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｕｚｚｙ ａｄａｐｔｉｖｅ ＰＩＤ ｃａｓｃａｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｓ７ —３００ ＰＬＣ ；ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｎ Ｓ７ —３００ ＰＬＣ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＪＩＡＯ Ｚｈｏｕｂｏ， ＳＨＩ Ｈｏｎｇｒｕｉ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆｈ（ｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｒｗｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｖｗｌｏｇ） ，Ｄｏｎｇｈ ｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍ ｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｏｕｐｌｅｄ—ｔａｎｋｓ，ａ ｆｕｚｚｙ ａｄａｐｔｉｖｅ ＰＩＤ ｃａｓｃａｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｕｚｚｙ ｌｏｇｉｃ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｉｔ ｗａｓ ｎｏｔ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ａｎ ａｃｃｕｒａｔｅ ｍ ａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ ｉｔ
Ｋ 和 Ｋ均应取大些 ，同时为避免系统在设定值时出 现震 荡 ，并 考 虑 系统 抗 干 扰 的性 能 ，当 Ｉ ｅｃ ｌ较 大 时 ，
可取 小些 ；ｌ ｅｃ ｌ较 小 时 ， 可 取 得 较 大 些 。通 常 为 中等大 小 。
为 了便 于在线 调 整 ，将 ｅ和 ｅｃ整 数 论 域 ｛一３， ３｝中的全 部元 素进 行 任 意 组合 ，通 过 模 糊 推理 和 模 糊判 决得 出它们对 应 的 ，Ｋ和 的值 。将 它们 写 成矩 阵 的形 式 即形 成 表 １、表 ２和表 ３所 示 的模 糊 调整 查询 表 。
S7300PID调节与应用
S7300PID调节与应用S7-300多回路过程控制及PID调节讲解本实训的知识点:过程控制中,D槽的液位高度就是靠PID调节变频器的补水速度来实现恒定的,其实就就是恒压供水的意思。
完成本实训,涉及到哪些知识点呢？1、两台PLC要用MPI通信,则可选择全局数据通信;2、需要将液位转换成高度值;3、需要使用OB35、OB100、SFB41块;4、需要对三菱变频器进行设置;现在分述上述问题:1、全局数据(Global data, GD)通信:全局数据通信使用CPU的MPI接口,不需要增加通信硬件,对CPU 也没有特殊的要求,因此这就是一种经济而有效的通信方式,但就是只能传输少量的数据。
在同一个MPI子网中允许最多15台S7-300/400与C7之间周期性地交换少量数据。
全局数据通信采用广播方式来传输数据,数据的接收没有确认信息,因此不能保证通信数据的完整性与准确性。
不需要对全局数据通信进行编程。
只需要在STEP7的MPI网络中用全局数据表对全局数据通信组态。
方法如下:法一:组态好MPI网络后,在项目处右击MPI进行全局变量设置;法二、打开任一CPU站点的硬件配置,点击组态网络,右击MPI进行全局变量定义;2、液位转换:既可用库(通过下载得到)程序,也可自己写程序;转换公式:3.PID控制程序的编制与采样周期的选择,以及相关的OB块:可在FB或FC里调用系统功能块SFB41～SFB43,注:调用SFB41～SFB43 的FB或FC必须放在定时循环中断OB35 (OB30～OB38)中被调用。
OB35的循环中断时间即为PID控制器的采样周期TS 。
采样周期TS 与CPU性能有关,需要根据运算速度与控制周期折衷选择。
可以在CPU属性中设置。
调用系统功能块必须指定背景数据块,例如:STL:CALL SFB “CONT_C”, DB41背景数据块保存了功能块的输入/输出结果,可以在PLC程序中或WINCC软件访问相应的数据。
基于s7300课程设计
基于s7 300 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解S7-300 PLC的基本结构和工作原理。
2. 学生能够掌握S7-300 PLC的编程方法和步骤。
3. 学生能够了解S7-300 PLC在工业自动化中的应用。
技能目标：1. 学生能够操作S7-300 PLC进行基本编程和调试。
2. 学生能够运用S7-300 PLC解决简单的工业控制问题。
3. 学生能够通过组态软件对S7-300 PLC进行监控与故障诊断。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对工业自动化技术的兴趣，增强学习动力。
2. 学生树立正确的工程观念，注重实践与创新。
3. 学生养成合作与交流的良好习惯，提高团队协作能力。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学和实际操作，使学生在掌握S7-300 PLC基础知识的同时，提高实际应用能力。
学生特点：学生已具备一定的电工电子基础和PLC基本知识，对工业自动化有初步了解，具有较强的动手能力和学习兴趣。
教学要求：1. 采用案例教学，以实际工业控制项目为例，让学生在实际操作中掌握知识。
2. 注重培养学生的编程思维和解决问题的能力。
3. 鼓励学生积极参与讨论和交流，提高团队协作能力。
二、教学内容1. S7-300 PLC的硬件结构：介绍CPU、输入/输出模块、通信模块等组成部分及其功能。
2. S7-300 PLC的工作原理：讲解PLC的工作循环、扫描周期、程序执行过程等。
3. 编程软件使用：教授STEP 7编程软件的安装、配置及基本操作。
4. 编程语言：讲解LAD、FBD、IL等编程语言，并以实例演示编程方法。
5. S7-300 PLC编程实例：分析并实践简单的逻辑控制、定时器、计数器等功能的应用。
6. PLC在工业自动化中的应用：介绍S7-300 PLC在生产线、机床控制等领域的实际应用案例。
7. 故障诊断与维护：教授通过TIA Portal和编程软件进行故障诊断及日常维护的方法。
s7300的PID控制原理范文
PID基本原理目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator)，其中PID 控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。
PID控制在S7-300(PLC)系统中的应用
PID控制在S7-300（PLC）系统中的应用一、引言自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个自动控制系统通常包括控制器﹑检测机构﹑执行机构三个主要组成部分。
如果系统控制器的输出能够根据被控对象（检测机构的检测结果）自动作出调整，或者说，被控对象能够实时地影响控制器的输出，并且使得被控对象尽量保持某个稳定的状态，那么，我们可以说这是一个闭环控制系统。
闭环控制系统的例子很多，比如，自来水在城市管网中的水压控制，水压过高，将会导致管网的损坏，反之，则会影响到高层居民的生活供水。
在这个系统中，检测机构是智能压力变送器；执行机构是水泵及驱动水泵电机的变频器；控制器通常采用PID控制器，这个PID控制器可以是包含在变频器的处理器中，也可以是包含在一套PLC中。
笔者结合多年的西门子PLC工程实践经验，谈谈有关PID在S7-300中的应用，以作抛砖引玉。
二、编写自己的功能块在西门子PLC编程软件STEP7中，为用户提供了多个PID控制功能块。
在梯形图编辑状态（LAD/STL/FBD），打开“视图→总览（View→Overviews）”，可以找到“库→标准库→PID控制块（Libraries→Standard Library→PID Control Blocks）”。
其中连续PID控制块FB41比较常用，但是，它的接口部分参数繁多（有44个），对参数的注释较少，实际使用过程中很不方便，调试也比较困难；还有一点，它是由高级语言SCL 编译的，因为没有源程序，对它作任何的修改都是难以想象的事情。
在实践中，笔者使用自己编写的PID控制块，为特定的场合定制，小巧灵活，调试十分方便，效果也比较理想。
根据PID控制的原理，我们采用了下述简化的计算公式：△outPID = △outP + △outI +△outD (1)△outP = uP * (MEAS - LastM) (2)△outI = uI * (MEAS - DestV) (3)△outD = uD * ((MEAS - LastM) - (LastM - LLastM)) (4)CurrOUT = LastOUT ±△outPID (5)上述公式的说明：（1）式中，△outPID为本次PID调节的总量，△outP、△outI、△outD则分别为比例、积分、微分的调节分量；（2）式中，uP 为比例系数，MEAS 表示当前测量值，LastM表示上一次的测量值；（3）式中，uI 为积分系数，DestV表示设定的目标值；（4）式中，uD 为微分系数，LLastM表示上上一次的测量值；（5）式中，CurrOUT 表示当前输出值，LastOUT表示上一次输出值，式中用了“±”符号，当输出量增加时，使检测值也增加时，采用“-”号，反之，采用“+”号。
西门子PLC S7-300PID调试指南
西门子PLC S7-300PID调试指南西门子PLC S7-300系列的模块配置灵活，扩展性强，通讯功能强大，为自动化控制系统提供了解决方案。
西门子PLC S7-300的编程软件是STEP7 V5.5，在编程软件中，用户可以通过PID功能块实现PID控制。
本文下面为您介绍一下西门子PLC S7-300PID调试方法，为您在程序调试中提供一些参考。
西门子PLC S7-300系列PLC的PID控制器参数整定的一般方法：PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法。
它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。
比例I/微分D=2，具体值可根据仪表定，再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定要求。
本文介绍了西门子PLC S7-300系列PID调试基本方法，用户可以参照本文提供的内容，对自动化控制系统进行PID调节，并最终达到稳定运行。
基于S7-300PLC的模糊控制器的设计
基于S7-300PLC的模糊控制器的设计罗庚兴【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2012(34)1【摘要】将先进的智能控制方法与PLC控制器相结合,根据二维模糊控制器的工作原理和PLC的特点,提出了一种用PLC实现模糊控制的设计方法.该方法采用MATLAB的模糊逻辑工具箱进行分析和计算,离线生成模糊控制查询表,借助PLC 的存储器间址寻址方式实现模糊控制算法.运用PLCSIM仿真软件测试该算法,证明该控制器的模糊输入和解模糊输出是正确的.%A design method for achieving fuzzy control with PLC is given by combining advanced intelligent control methods with PLC controllers and basing on the working principle of two-dimension controllers and the characteristics of PLC.It achieves the fuzzy control arithmetic by adopting the MATLAB fuzzy toolbox for analysis and calculation, creating the fuzzy control querying table off-line, and with the help of indirectly addressing the memories of PLC.It is proved that the fuzzy input and anti-fuzzy output is correct by testing the arithmetic with the PLCSIM simulation software.【总页数】4页(P22-24,30)【作者】罗庚兴【作者单位】广东松山职业技术学院,广东韶关512126【正文语种】中文【中图分类】TP213+.5;TP274+.5【相关文献】1.基于LabVIEW和S7-300PLC的液压机监控系统设计 [J], 王乐平; 张春2.基于S7-300PLC和WinCC组态软件的自动打料控制系统设计 [J], 张伟;周鹏飞3.基于S7-300PLC的结晶器液位控制系统设计 [J], 缸明义;宁平华;潘小波;唐开元4.基于S7-300PLC的矫直机辊缝控制设计 [J], 周红芳5.基于S7-300PLC的工业炉控制系统设计 [J], 周红芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）
第 I 页
基于 S7-300 模糊 PID 控制实验平台设计与பைடு நூலகம்发
摘 要
随着 PLC 的技术越来越成熟，做为一种辅助控制工业生产的器件，已经越来越广泛 的应用在工业生产的各个领域。 S7-300 系列可编程控制器是西门子全集成自动化系统中 的控制核心，是其集成与开放特性的重要体现。模糊 PID 控制一直是一种普遍应用于现 在工业中的一种算法，它有十分突出的优点。以上两种方法和技术相结合就能完善的建 立出完善的系统。通过实际液位和期望值的偏差或者是是偏差的变换率做为系统的控制 输入，利用其输出控制来调节变频器达到控制流量，以达到控制液面随期望值变化的目 的本设计利用 WINCC 实现人机界面，应用 PLC 中的模糊 PID 模块控制，使 PLC 进行模糊 计算后反模糊化后控制仿真平台，液面高度反馈回 PLC。实现对仿真平台的连续控制。 通过此文可建立一套完整的系统，仅通过人机界面既可达到控制、检测、检验、手动调 节、启动停止等功能的实现。
Key words：PLC, fuzzy PID control, human-machine interface
辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）
第 III 页
目
录
摘 要 ..................................................................... I ABSTRACT ................................................................. II 目 录 .................................................................. III
关键词：模糊算法、模糊 PID 控制、人机界面、PLC
辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）
第 II 页
Design and the development of the experience platform based on S7-300 and Fuzzy PID Control Abstract
1.1 模糊控制 PID
模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)简称模糊控制(Fuzzy Control)，是以模糊集 合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。1965 年，美国 的 L.A.Zadeh 创立了模糊集合论；1973 年他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理。 1974 年， 英国的 E.H.Mamdani 首先用模糊控制语句组成模糊控制器， 并把它应用于锅炉 和蒸 汽机的控制，在实验室获得成功。这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生。
辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）
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致
谢 ................................................................... 30
参考文献 ................................................................. 31 附录 A 附录 B 附录 C （外文文献标题） ................................................. 32 （中文译文标题） ................................................. 39 （其它附录资料标题） ............................................. 42
1 绪论 .................................................................... 1 1.1模糊控制 PID .......................................................... 1 1.2模糊控制研究方向展望 .................................................. 3 1.3仿真平台 .............................................................. 6 1.4本文工作 .............................................................. 6 2实验系统的软件设计 ...................................................... 8 2.1实验平台的软件设计 .................................................... 9 2.2平台的软件结构设计 ................................................... 10 2.3平台功能设计 ......................................................... 10 2.4平台人机界面设计 ..................................................... 12 2.5平台的算法设计 ....................................................... 13 3系统平台的软件开发 ..................................................... 15 3.1平台的软件开发 ....................................................... 15 3.1.1平台的人机界面开发 ................................................. 15 3.2平台的算法开发 ....................................................... 19 3.3本章小节 ............................................................. 24 4 实验平台及实验研究 ..................................................... 25 4.1实验的硬件设计 ....................................................... 25 4.1.1平台的功能设计 ..................................................... 25 4.2 实验 ................................................................. 26 结 论 ................................................................... 29