基于OPC和模糊控制的
基于模糊控制的PLC在温度控制中的应用
基于模糊控制的PLC在温度控制中的应⽤基于模糊控制的PL C在温度控制中的应⽤张雪平1 王志斌21.宜宾学院2.四川⼤学摘要:结合⼯业电炉的温度控制,介绍了⼀种基于模糊控制的PL C温度控制系统。
该系统克服了传统的位式调节器和P I D调节器超调⼤的缺点,充分发挥PL C控制灵活、编程⽅便、适应性强的优点,提⾼了控制的精确度。
关键词:模糊控制 PL C 温度控制Appl ica tion of the Fuzzy Con trol Ba sed on PLCi n Te m pera ture Con trolZhang Xuep ing W ang Zh ib inAbstract:Jo ining temperature contro l of the industry electric stove,th is paper introduces a k ind system of fuzzy contro ller based on PL C in temperature contro l.T he system overcom es w eakness of super adjusting w ith traditi onal regulato r and P I D regulato r,it has advantages contro l flexible,p rogramm ing convenient,adap table, increases the accuracy of the contro l.Keywords:fuzzy contro l PL C temperature contro l1 引⾔温度控制是⼯业⽣产过程中很重要的⼀种控制。
温度控制系统⼀般具有⼤惯性、⼤延时的特点。
在⼯业控制中,温度系统的数学模型难以确切建⽴。
⼯业现场对温度控制,常⽤有位式调节器和P I D控制器等。
基于模糊控制的ATO系统速度控制策略
基于模糊控制的 ATO系统速度控制策略摘要:为了解决目前城轨系统中列车自动驾驶系统测速方式单一以及传统固定参数PID控制速度方法响应慢的问题,本文把以专家知识为基础的模糊PID速度控制算法应用到了列车ATO模式下的速度控制中,这种速度控制系统能够实现更加理想的列车速度控制,以降低列车能耗,提升乘客乘车舒适度。
关键词:自动驾驶系统;测速传感器;模糊PID控制算法;随着人工智能的不断推进,轨道交通系统也即将迎来巨大的变革,以无人驾驶为核心的智能交通系统正在逐步推进。
机车实现无人驾驶的核心为列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation,下文简称ATO),它通过采集列车运行中的实时数据对列车运行状况做出判断,从而保证列车运行的安全性。
然而,列车在实际线路中的行车过程会受到多种因素的制约,比如路网资源占用状况、行车环境、临时限速、临时停车等,另外,列车的负载、参数等也是时刻发生改变的,这就对列车的控制算法提出了很高的要求。
本文将采用模糊 PID控制算法,该算法以轨道交通行业的专家经验为基础,通过模糊控制策略在线实时调整模糊控制器的三个参数,最终实现对列车运行速度的最优控制。
该控制器对列车参数和运行环境的变化的适应性强,能够实现列车实际运行速度的运行轨迹与理想曲线最贴近的目标[1]。
1 ATO系统架构图1 ATO系统架构如图1所示,为ATO系统的系统架构。
ATO完成无人驾驶需要借助列车自动防护系统(Automatic Train Protection,下文简称ATP)的监督,它能够根据线路条件、信号状态等因素实时计算出列车运行的目标曲线,并自动产生牵引或制动指令。
2 ATO系统速度采集对于轨道车辆来说需要采集的信号很多,本论文只讨论ATO模式下速度信号的采集。
对于以往的ATO系统来说,列车的测速方式单一,只采用速度传感器一种测速方式,当速度传感器故障时,列车的运行安全将受到巨大的威胁,所以本文中ATO系统将采用多传感器测速并将速度信号传递到ATP,接着ATP将对速度信号进行融合。
基于可编程序控制器的模糊控制器实现方法
制精度,但相应要增大计算量 并受存储器字长的限制 。
一
般,当论域 中元素总数为模糊子集 的二至三倍 时, 模
的论 域 范 围及 其 所 分 的等 级 数如 下 :
糊 子 集对 论 域 的覆 盖程 度 较好 。 此 , 们 定 义 e c 为 我 和
Ap .0 8 r2 0
文 章 编 号 : 6 3 5 9(0 8)2 0 9 — 3 1 7 —1 4 2 0 0 - 0 2 0
基于可编程序控 制器 的模糊 控制器实现方法
肖 辉 , 文 强 叶
( 四川 理 工 学院 电子与 信 息 工程 系 , 四川 自贡 6 30 ) 4 00
量; u为实际输出量 。
1 4 8 2 5 9 3 6 7
C
1 O
1 1
、
O
1 2
1 3
1 7
1 4 F
D 1 5 1 6
\
提 高了控制系统的智能化程度 , 己成功应用于各个领域 的控制系统之 中。在充分研 究了 P C和模糊控制 的特 L 点后 ,提 出了一种用 P C梯形图编程语言实现模糊控 L
称为模糊控制器 的模块来实现。 实际应用 中较多的采用二维模糊控制器, 现介绍一 种具有 自调整因子的二维模糊控制器 ( 图 1 , 如 ) 图中受
控 变 量 和 输 入 给 定 的偏 差 E和 偏 差 变 化 率 E C作 为 输
设偏差 的精确量 为 ) 将其 由实际变化 范围 (, , a 6 转化为 6 ) j 的变量 Y 取其近似 的数 为整数 , , 这个 过程 叫做模糊量化, 公式为:
基于模糊控制的速度跟踪控制问题(C语言以及MATLAB仿真实现)
基于模糊控制的速度控制——地面智能移动车辆速度控制系统问题描述利用模糊控制的方法解决速度跟踪问题,即已知期望速度(desire speed),控制油门(throttle output)和刹车(brake output)来跟踪该速度。
已知输入:车速和发动机转速(值可观测)。
欲控制刹车和油门电压(同一时刻只有一个量起作用)。
算法思想模糊控制器是一语言控制器,使得操作人员易于使用自然语言进行人机对话。
模糊控制器是一种容易控制、掌握的较理想的非线性控制器,具有较佳的适应性及强健性(Robustness)、较佳的容错性(Fault Tolerance)。
利用控制法则来描述系统变量间的关系。
不用数值而用语言式的模糊变量来描述系统,模糊控制器不必对被控制对象建立完整的数学模式。
Figure 1模糊控制器的结构图模糊控制的优点:(1)模糊控制是一种基于规则的控制,它直接采用语言型控制规则,出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识,在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型,因而使得控制机理和策略易于接受与理解,设计简单,便于应用。
(2)由工业过程的定性认识出发,比较容易建立语言控制规则,因而模糊控制对那些数学模型难以获取,动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。
(3)基于模型的控制算法及系统设计方法,由于出发点和性能指标的不同,容易导致较大差异;但一个系统语言控制规则却具有相对的独立性,利用这些控制规律间的模糊连接,容易找到折中的选择,使控制效果优于常规控制器。
(4)模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的,这有利于模拟人工控制的过程和方法,增强控制系统的适应能力,使之具有一定的智能水平。
简化系统设计的复杂性,特别适用于非线性、时变、模型不完全的系统上。
模糊控制的缺点1.模糊控制的设计尚缺乏系统性,这对复杂系统的控制是难以奏效的。
所以如何建立一套系统的模糊控制理论,以解决模糊控制的机理、稳定性分析、系统化设计方法等一系列问题;2.如何获得模糊规则及隶属函数即系统的设计办法,这在目前完全凭经验进行;3.信息简单的模糊处理将导致系统的控制精度降低和动态品质变差。
基于PLC的模糊控制应用研究
关键词 : L 模糊控制 பைடு நூலகம் P C; 特点 ; 用 应
中图分 类号 :H1 T 2
文献标识码 : A
文章编号:0 7 4 1( 0 1 0 — 0 3 0 3 10 — 4 4 2 1 )6 0 7 — 0
Ap l a i n a d r s a c ff z y c n r lb s d o p i to n e e r h o u z o to a e n PLC c
C i u —a u n to J
(azo s r ni n et oai a cnl yclg ,azo a s 70 0 C ia L nhur o c ev om n vct n le oo l eL nh uG nu 3 00。hn ) eu e r o th g oe
1 模糊逻辑控 制与 P C概述 L
模糊逻辑控制( uz oi Cn o 简称模糊控 Fz Lg ot1 y c r) 制( uz Cn o , 以模糊集合论、 Fz ot 1 是 y r) 模糊语 言变量
以及模糊逻辑推理为基础的一种计算机控制方法 , 是 智能控制领域的重要分支¨ 。如图 1 J 所示 , 模糊控制 系统主要 由模糊控制器、 输入输 出接 口、 检测装置、 执 行结构和被控对象等几部分组成 。一个计算机数字
械或生产过程 。它具有可靠性高、 编程简单、 适应性 强、 使用维护方便等技术优势 , 广泛应用 于工业 自动 控制领域, 已成为现代工业控制的三大支柱( L 、 P C 机
器 人 和 C D C M) A / A 之一 。
通过研究模糊控制理论及其应用 , P C软件 用 L 实现 , 能够加深对模糊控制的认识 , 发挥模糊控制 的 优势 , 有助于拓展 P C的应用 范围, L 提高控制性能 , 降低控制系统成本 , 有着 良好的经济效益。
基于模糊控制算法的温度控制系统的设计自动化专业毕业设计毕业论文
基于模糊控制算法的温度控制系统的设计电气自动化专业摘要:以AT89C2051单片机为模糊控制器,结合温度传感变送器、A/D转换器、LED 显示器、固态继电器等,组成一个基于模糊控制算法的温度控制系统。
在此系统中,单片机将给定的温度与测量温度的相比较,得出偏差量。
然后根据模糊控制算法得出控制量。
采用模拟的PWM控制方法,改变同一个周期中固态继电器的导通时间,从而调节电炉温度,达到控制的目的。
从仿真结果可以看出,系统达到了预期目标。
关键词:单片机;模糊控制;测量变送Abstract: Using the AT89C2051 single chip computer as the Fuzzy controller, with temperature measure and adjust-convection instrument, A/D transformer , LED displayer, solid switch and so on, form a temperature control which based on Fuzzy control arithmetic.In such system, the single chip computer educe the control value based on the difference between the initialization and the measure value.Solid switch used as a analog PWM converter executor, change the close time in a decided periods, which aimed at control the temperature.Seen from the emulation result, system has reach the target.Keywords:Single chip microcomputer, Fuzzy control, measure and adjust-convection1引言温度控制在工业自动化控制中占有非常重要的地位。
基于模糊控制的自动驾驶系统设计与实现
基于模糊控制的自动驾驶系统设计与实现自动驾驶技术是当前科技领域的热门研究领域之一。
基于模糊控制的自动驾驶系统设计与实现是实现自动驾驶的一种常用方法。
本文将详细介绍基于模糊控制的自动驾驶系统的设计与实现过程。
首先,基于模糊控制的自动驾驶系统设计需要考虑系统的架构和功能。
系统的架构通常包括传感器部分、感知与决策部分和执行部分。
传感器部分负责获取车辆周围环境的信息,包括摄像头、雷达、激光雷达等传感器。
感知与决策部分负责对传感器数据进行处理与分析,包括对障碍物的识别与跟踪、路径规划与决策等功能。
执行部分负责控制车辆的行驶,包括油门、刹车、转向等控制。
其次,基于模糊控制的自动驾驶系统的关键技术在于模糊控制器的设计。
模糊控制器根据输入和输出的模糊规则来控制车辆的行驶。
模糊规则的制定是整个系统设计中的关键之一。
模糊规则是通过将输入与输出之间的关系进行模糊化来定义的。
例如,如果车辆与前方的障碍物的距离较近,则需要减小车辆的速度;如果车辆处于弯道,则需要调整车辆的转向角度。
通过制定一系列模糊规则,可以根据不同的情况来调整车辆的行驶。
在模糊控制器设计中,模糊化和解模糊化是非常重要的步骤。
模糊化将输入量和输出量从连续的实数空间映射到隶属函数上。
隶属函数描述了输入量或输出量的模糊程度,常用的隶属函数包括三角函数、梯形函数等。
解模糊化则将经过模糊化的输出量映射回实数空间。
常用的解模糊化方法包括最大值法、面积法等。
通过模糊化和解模糊化的处理,可以将模糊规则转化为实际的车辆控制命令。
此外,在基于模糊控制的自动驾驶系统中,还需要考虑系统的可靠性和安全性。
自动驾驶系统需要能够在各种复杂的场景中进行准确的决策和控制,才能保证车辆的行驶安全。
同时,系统还需要具备故障容忍性,可以在传感器故障或其他系统故障的情况下继续工作。
最后,基于模糊控制的自动驾驶系统的实现需要借助于计算机技术和人工智能算法。
计算机技术提供了高性能的计算能力和大容量的存储空间,可以方便地对传感器数据进行处理和分析。
OPC技术下PLC与MATLAB相结合的实时模糊控制系统
OPC技术下PLC与MATLAB相结合的实时模糊控制系统王树东;毕作文;王红波;孟静静【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2011(033)005【摘要】可编程控制器( PLC)具有可靠性、易操作性和灵活性等优点,在当今工业控制领域的使用越来越广泛,但是它受编程语言的限制,无法实现一些智能控制算法;MATLAB是一种高级矩阵语言,在工程计算方面具有无可比拟的优异性能,尤其它的工具箱和Simulink仿真环境,可以针对控制系统进行建模、仿真和分析等工作.下面结合污水处理控制系统中对提升泵频率控制的研究,详细论述PLC结合MATLAB 实现智能控制的方法.%Programmable Logic Controller (PLC) with reliability, ease and flexibility, etc , in today's field of industrial control more widely used, but it is limited by the programming language, can not achieve a number of intelligent control algorithm; MATLAB is a kinds of high-level matrix language computing in engineering excellence with unparalleled performance, particularly in its toolbox and Simulink simulation environment, you can control the system for modeling, simulation and analysis work. In this paper, with the example of the frequency control oflift pump in sewage control system, discussed in detail with MATLAB and PLC intelligent control methods.【总页数】3页(P12-14)【作者】王树东;毕作文;王红波;孟静静【作者单位】兰州理工大学电气与信息工程学院,甘肃兰州730050;甘肃省工业过程先进控制重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气与信息工程学院,甘肃兰州730050;甘肃省工业过程先进控制重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气与信息工程学院,甘肃兰州730050;甘肃省工业过程先进控制重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气与信息工程学院,甘肃兰州730050;甘肃省工业过程先进控制重点实验室,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.基于Matlab与PLC的实时控制系统 [J], 林宝全;陈冲2.基于MATLAB的实时模糊控制系统 [J], 崔蕾蕾;王建华;黄河清3.基于OPC技术的PLC和MATLAB的水箱液位控制系统 [J], 王美刚4.MATLAB与PLC相结合的实时模糊PID控制系统设计 [J], 张秀玲; 韩孝5.MATLAB在精馏塔温度模糊PID实时控制系统中的应用研究 [J], 王磊因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于工业PC的模糊控制系统开发工具
控制规则表
A% !B !B !B !C !% ZG ZG ZG !B !C !C !% !% ZG ZG !% !C !C !% !% ZG ZG ZG !C !C !% !% !% ZG ZG ZG !B !% !% !% !% ZG ZG ZG
在“ 接口信息” 窗口选择最大—最小模糊化方法, 重心法作为清晰化方法。使用软件提供的模糊控制器 设计向导可以方便的设计出本实例所需的控制器。
#,02 ",./0,1 $*+,- ",./0,1
图E
#"$% 与 #,0+2",./0,1 的数据交换
5(V 力控组态
在力控组态软件中新建应用。首先定义板卡。采 用 研 华 公 司 的 !"S9:)5, 5’ 路 隔 离 型 的 )’ 位 H F $ 输 入 卡 和 !"S93’:, ’ 路 隔 离 型 的 )’ 位 $ F H 输 出 卡。 然后定义变量 I.WP/ ( 当前温度值) 、 经过量 ,P/WP/( 程转换后的输出控制量) 、 02X202.+26 设定值 4、 NY ( HF$ 输入卡采集值) 、 YN ( , 进行点组 $ F H 输出卡输出值)
模糊控制 结构编辑 隶属函 数编辑 控制规 则编辑
项 目 管 理
数பைடு நூலகம்据 处 理
数 据 交 换
组 态 软 件
工 业
图形 分析
规则 调试
模糊 推理
清 晰 化
图$
’()* 的结构框图
式跟踪规则调试过程;与组态软件集成运行模块能将 所设计好的模糊控制器与工业 -(、组态软件集成运 行, 实现控制功能。 ’ "#$% &’(! 的主要功能特点 ’()* +!,$ 是运行于 ./01234 环境下的、图形 化的模糊控制系统开发工具,它支持整个模糊控制开 发周期。它的主要功能特点如下: $5 项目编辑器能够完成模糊控制器结构的设计, 包括模糊控制器的输入变量和输出变量的确定、变量 的测量范围和模糊分级、 规则块的输入和输出关系等, 并将这些有关信息存储到系统的知识库中。项目编辑 器还以结构视图的形式给出模糊控制器的组成,使用 户对模糊控制器的结构一目了然。 操作方便的图形化模糊隶属函数 !5 提供了直观、 编辑器。 不但能让用户简单、 快捷 #5电子表格规则编辑器, 地编辑控制规则,而且能有效地保证控制规则的完整 性。 &5具有规则调试和图形分析功能。用户可以通过 人机交互作用,观察控制器的输入和输出来检验控制 规则的有效性。 同时, 还可以用图形分析曲线纪录调试 过程。 65 提供多种模糊推理方法和清晰化方法。 ’()* 提供了五种模糊推理方法( 最大—小法、 最大—代数积 法、 代数加—代数积法、 最大—有界积法、 最大—强制 积法) 和三种清晰化方法( 重心法、 最大隶属度法和面 积中心法) 。 内嵌模糊控制器设计向导, %5有友好的人机界面,
基于PCC的模糊PID控制器设计
基于PCC的模糊PID控制器设计深圳供电局张小虎摘要:通过对控制领域中常见的非线性、时变、大滞后、强耦合、变结构以及结束条件苛刻等复杂问题的分析,根据现代控制理论中模糊控制的特点,提出了一种基于可编程计算机控制器(PCC)的模糊PID控制器。
实现了以新一代PCC为硬件,采用离线计算的方法对输入量进行模糊推理,生成在线查询表。
利用在线查表插值的方法对PID控制算法中的三个参数Kp,Ki,Kd进行在线调整,实现模糊PID控制器。
提出带死区的模糊控制算法以及二元三点插值法来改善控制器的稳态性能和动态误差,通过利用软件编程的方式直接将控制表和在线部分直接下载到PCC的CPU模块中的方法,来满足控制器通用性的要求。
该控制方案具有调节速度快、适应能力强、可靠性高等优点。
实验结果表明,该控制器具有强抗扰、响应快、鲁棒性好等特点。
关键词:PCC 模糊控制在线查表插值引言新一代的可编程计算机控制器(Programmable Computer Controller,简称PCC)以其高可靠性、编程方便、耐恶劣环境、功能强大等特性已成为工业控制领域中增长速度最迅猛的工业控制设备,它能很好地解决工业控制领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题[1]。
现代控制系统中的模糊控制能方便地解决工业领域中常见的非线性、时变、大滞后、强耦合、变结构、结束条件苛刻等复杂问题。
这两者的结合,能在实际工程应用中产生巨大价值。
基于PCC的模糊PID控制器是以纯软件实现的,对于PCC硬件模块除了最基本的硬件配置(CPU、应用程序内存地址区)以外不需要其他的额外配置[2]。
此外,由于一般模糊控制器的设计是依据实际控制问题,设计出适合于一定被控过程的控制器,使之达到预定的目标,因而它的隶属函数、控制规则以及用于控制的其它数据一旦确定并输入到微处理器的存储器中,便不会再改变。
模糊PID控制器以通用化为目的,它必须可以根据用户的需要及实际的控制对象灵活地选择各模糊变量论域范围、变量子集、模糊推理和去模糊化的方法。
基于OPC和MATLAB的模煳PID在DCS中的应用
1 MATLAB 与 RSLinx 通过 OPC 通讯
OP C ( 用于过程控制的 OL E) 是一个工业标准 , 管理这个 标准的国际组织是 O PC 基金会。 OP C 基于微软的 OL E ( 现在 的 A ct iveX) 、 CO M ( 部件 对象模型 ) 和 DCO M ( 分布式 部件 对象模型 ) 技术 , 包括一整套接口、属性和方法的标准集 , 用 于过程控制和制 造自 动化系 统。 A ctiveX/ COM 技术 定义 了各 种不同的软件部件如何交互使用和分享数据。不论过程中采用 什么软件和设备 , O PC 为 多种 多样 的过程 控制 设备 之间 进行
Abstract: Wit h t he h igher requir ement s t o t he indus trial process con tr ol an d t he cont inuous em ergence of advanced int ell igent cont rol al gorit hm , t h e int ell igent con t rol al gorit hm t o replace t h e t raditi onal PID algorit hm become th e developm ent t ren d of in dust rial process cont rol. In view of t he s cien tif ic engineering comput ing package M A TL A B compl ex cal culat ions can easil y impl ement com plex cont rol al gorit hms, a dopt ion of O PC t echnology. Key words: Fuz zy- PID ; OPC; M A T LA B; RS linx; D CS
基于模糊OPCM理论的可控悬架控制方法研究
( 西北工业大学机 电学院, 西安 70 7 ) 10 2
[ 摘要 ] 针对八板块控制算法 ( P M) 可控悬架 的应用 中 , OC 在 其控制参 数不 能随着 车辆状 态的变 化而调 整的
缺点 , 将模糊控制方法与 O C P M相结合 , 成一 种改进的控制方 法——模 糊 O C 形 P M控制 方法 , 这种方法 能根据 车辆
数而改善可控悬架控制性能的 目的。
刖 百
1 装备 可控悬 架的整 车动力 学模 型
可控 悬架 可 以根据 车辆 的状 态对 悬 架系 统 进行 控制 , 从而提高车辆 的平顺性、 操稳性和安全性 。目
前, 可控悬架的研究主要集 中在控制策略的开发上 , 天棚控制方法是最早提 出的控 制策略, 其假设在车
tecnrl aa ee a o b dut i ec ag eil s t, hs a e croa s h zycnrl h ot rm t scnn t eajs dwt t hn ei vhce t e ti p pr n oprt ef z o t op r e hh n a i et u o
【
式 中
= T ) ( 一 一 一 一 K 一 + ) ( )
() 1
mn 0 0 m 0 0 0 0
I 3
倾和俯仰运动 , 提高 了天棚控制的性能 。 八 板 块控制 算 法 的控 制 器 结 构 参 数 是 确 定 的 , 不能实现随车辆状态变化的 自适 应调整。为此 , 作 者将模糊控制方法与 O C P M相结合 , 构成 了整 车模 糊 O C 控 制策 略 , PM 以实 现 通过 改 变 O C 控 制参 PM
基于OPC的PLC在线PID模糊自整定系统
基于OPC的PLC在线PID模糊自整定系统
吕俊
【期刊名称】《轻工机械》
【年(卷),期】2013(031)002
【摘要】针对PID参数自整定在PLC中不易实现的问题,基于OPC技术有机结合MATLAB和PLC设计了一个在线PID模糊自整定系统.MATLAB从OPC服务器实时获取过程对象数据,通过模糊逻辑推理,产生修正值,在线返回修正PLC程序中的PID参数,经PLC的运算输出给变频器来调节水箱液位,实际运行证明该系统的设计有效提高了水箱液位系统的控制性能,为复杂算法在PLC控制中的方便应用提供了借鉴.
【总页数】5页(P35-39)
【作者】吕俊
【作者单位】浙江机电职业技术学院电气电子工程学院,浙江杭州 310053
【正文语种】中文
【中图分类】TP273.4
【相关文献】
1.基于PLC控制的模糊自整定PID变量喷雾控制系统 [J], 董志明;宋乐鹏
2.基于PLC的点焊恒流模糊自整定PID控制器设计 [J], 凌敏;陈益平;胡德安;程东海
3.基于PLC的模糊自整定PID参数控制器在变频调速恒压供气系统中的应用 [J], 段铁群;王萍;黄宇辉;付国民
4.基于参数自整定模糊PID在线式UPS DC母线稳压控制 [J], 张娟娟;郑必伟
5.在线自整定模糊PID温度控制系统的设计 [J], 冯华峰;潘海鹏;陈渭力
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OPC技术下PLC与MATLAB相结合的实时模糊控制系统
有 些文 献提 出 了 M T A A L B与 P C之间 的通讯 技术 , L 即利用 D E或 O C技术来 实现两者之 间 的数 据通 讯 , D P 但是并 没有 详细 的论述 经过 P C采集过来 的数据是如何 在 MA L B里经 过算法 L TA 处 理的… ; 而有些文献 提 出 MA L B与 组态 软件相 结合 的控制 TA
dt aa=r v le: . au
im t 2=adt gp ’ pc tm 2 ) e d im(r , [ l]e p ’ ; e
wi (t r ,)/ 向 im re ir20 ;/ t 2中 写 人 数 据 0 t e/ e dso nc( a ;/ 开 O C连 接 i n etd )/ 断 c P dltd )/ 删 除 O C数 据 访 问对 象 e ( a ;/ e P
平台 , 两者之间利用 O C的方法 进行 数据交换 , P 但是 P C跟组态 L 王的数据交换 也是通 过 O C来 实现 的, 么利 用这 种方法 实现 P 那
P C与 MA L B之间 的数据 交换要 经过 两重 的 O C协议 , L TA P 系统
收 稿 日期 :2 1 0 0 0 1— l一 5
一
种应用于 自动化领 域 的软 件接 口标准 。O C采 用开放 式 的数 P
cn et d )/ 连 接 到 服 务 器 on c( a ;/
据交互 , 能使 不同公司的软硬件组成一个有机 的整 体 , 输可靠 , 传
速度快 , 适于大批量数 据交换 , 已经成 为工控行业新 的通 信标准 , 广泛应用在工控行业 的各个领 域。 在使用 O C的过程 中, P 总是 包括 O C服 务器 与 O C客户 , P P O C服务器是数据 的供应 方 , 责为 O C客户提 供所需 的数据 ; P 负 P O C客户是数 据 的使用 方 , 理 O C服务 器提 供 的数 据 。O C P 处 P P 服务器一般并不 知道 它 的客户来 源 。由 O C客户 根 据需要 , P 接 通或断开与 O C服务器的链接 。O C数据存取 服务器 主要 由服 P P 务器对象( e e) 组对象 ( ru ) Sr r 、 v Go p 和数据项对象 (tm) I e 3类对象 组成 。3类对 象的层次关系图如图 2所示 :
一种基于OPC通讯的自适应模糊PID控制优化设计
一种基于OPC通讯的自适应模糊PID控制优化设计
陈星;鲁玲
【期刊名称】《自动化技术与应用》
【年(卷),期】2014(33)12
【摘要】给出了一种利用先进控制技术有效实时优化控制系统参数的方法.首先利用组态软件MCGS设计控制系统监控界面,采用OPC(OLE for Process Control)通讯在MATLAB中得到控制系统实时参数;根据上位机MCGS中实时控制系统的控制要求,在MATLAB中设计自适应模糊PID控制算法优化该控制系统的控制参数,再利用OPC实时通讯将优化后的控制参数传输返回至MCGS来对控制系统进行实时控制.以二阶液位控制系统为仿真实例,仿真结果体现了自适应模糊控制PID 算法对实际控制过程的现实意义,且控制过程实时有效,提高了控制效率.
【总页数】4页(P17-20)
【作者】陈星;鲁玲
【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌433002;三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌433002
【正文语种】中文
【中图分类】TP273.+4
【相关文献】
1.安塞LNG项目DCS与各子系统之间的通讯——基于Modbus-RTU及OPC实现ECS700的异构通讯 [J], 郭东华;陈晓富
2.一种基于自适应模糊PID控制的移动电源设计 [J], 梁勇;赵莉华;张亚超;任泽生;金阳
3.基于SOPC和WSN的温室模糊PID控制系统的设计 [J], 朱伟;赵建平;李璐;杨真
4.一种基于OPC的Delphi程序与PLC通讯的实现方法 [J], 闫晓凯
5.基于PLC及OPC通信的模糊PID控制实现 [J], 汪浩洋;徐恺;曹玉
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基于模糊控制的智能家居能源管理系统
基于模糊控制的智能家居能源管理系统智能家居能源管理系统是指通过智能化技术和模糊控制算法,对家居能源的使用进行优化和管理的系统。
该系统能够通过感知和分析家居内部和外部环境的数据,实现对家居能源设备的精细控制和智能化管理,从而实现能源的高效利用和节约。
本文将从系统架构、模糊控制算法以及实际应用等方面,对基于模糊控制的智能家居能源管理系统进行探讨。
一、系统架构基于模糊控制的智能家居能源管理系统主要包括以下几个组成部分:传感器模块、控制器、执行器以及用户界面。
传感器模块负责采集家居内部和外部环境的数据,例如温度、湿度、光照等。
控制器则根据传感器采集到的数据,通过模糊控制算法对家居能源设备进行控制和调节。
执行器则负责执行控制器发出的指令,例如打开或关闭空调、照明等设备。
用户界面则提供给用户对家居能源管理系统进行配置和监控的界面,用户可以通过手机、电脑等设备进行操作。
二、模糊控制算法模糊控制是一种能够处理非精确信息和模糊语言推理的控制方法。
在智能家居能源管理系统中,模糊控制算法可以根据传感器采集到的数据,通过模糊推理和模糊逻辑运算,得出对家居能源设备的控制策略。
例如,当传感器检测到室内温度较高时,控制器可以通过模糊控制算法调节空调的工作状态,以达到节约能源的目的。
三、实际应用基于模糊控制的智能家居能源管理系统可以被广泛应用于家庭和办公场所等不同场景。
例如,在家庭中,系统可以通过控制空调、照明等设备的运行状态,实现对能源的合理利用,节约家庭能源开支。
同时,系统也可以根据用户的习惯和需求,自动学习并调整家居能源的使用模式,提高能源利用效率。
在办公场所,系统可以通过感知员工的工作状态和室内环境的变化,自动调整照明和空调等设备的运行状态,提供一个舒适的工作环境,并节约能源。
总结:基于模糊控制的智能家居能源管理系统通过采集、分析和控制家居内外部环境的数据,能够实现对家居能源设备的智能化管理和优化控制,提高能源的利用效率和节约能源的目的。
基于0PC技术的模糊控制器研究和实现
摘 要 : 计 了 一 种 基 于 O C技 术 的模 糊 控 制 器 , 用 O C技 术 和 模 糊 算 法 对 二 级 水 箱 系 设 P 利 P 统 进 行 控 制 在 MA L B . 真 环 境 下 通 过 Sm l k建 模 , 利 用 Sm l k提 供 的 O C T A 71仿 iui n i ui n P T o 模 块 对 O C服 务 器 进 行 读 写 控 制 , ol P 完成 对 被 控 对 象 的控 制 。 实验 表 明 , 用 O C技 术 运 P 的 模 糊 控 制 器 能 够 实现 对 一 阶 惯 性 纯 延 迟 系统 的 控 制 , 比传 统 PD控 制 效 果 有 明 显 改 善 , I
s uik cr e n te ra — re cnrlfrte O C sre.B h i l k m dl gi C ot lte ojc i l .a iso h ed wi ot o h P evr y te s i o e n , a cnr l bet m n r t o mu n i tn o l
来 了极 大 的方 便 。 模糊 控 制技 术 已广泛 应用 到 自动 控制 、 图像 识 别 、 障诊 断 、 境预 测 、 宇 自动 化等 学科 和领 域 。 故 环 楼
基 于 Mi oot c sf 的对 象 连 接 与 嵌 入 ( L 、 件对 象 r O E) 组
模型 ( O 和分 布 式组 件 对 象模 型 ( O M) C M) D O 技术 [ 1 ] 。 采用 这项 标 准 . 软硬 件 商就 可 以提 供统 一 的 O C接 P 口程 序 .应用 系统 的 开发 商也 可 以通 过统 一 的标准
Ke o d : T A O E f rcs o t lO C ; u z o t l ; I y w r s MA L B; L rp oe s c n o ( P ) F z cnr e P D o r y or
基于模糊控制的智能家居控制系统研究
基于模糊控制的智能家居控制系统研究随着科技的不断进步和发展,越来越多的智能家居产品走进了人们的生活中。
智能家居不仅能够提高居住舒适度,还能为人们的生活带来更多的便利和创新。
然而,许多家庭智能化的过程还存在一些瓶颈和技术挑战,如智能家居控制系统的精度、智能家居设备之间的互联互通、对环境变化的适应能力等。
本文将探讨基于模糊控制的智能家居控制系统研究,为智能家居的进一步发展提供一些思路。
一、智能家居控制系统智能家居控制系统是智能家居的核心,它能将智能家居设备和传感器有机地连接起来,实现智能化控制。
智能家居控制系统具有以下特点:1.可编程性。
智能家居系统可以预设各种模式和定时任务,实现自动化控制。
2.灵活性。
用户可以通过手机、平板电脑、语音助手等多种方式控制智能家居设备。
3.互联互通。
智能家居设备之间可以相互通信,形成更加智能化的控制系统。
二、基于模糊控制的智能家居控制系统传统的智能家居控制系统一般采用硬件控制方式,由于硬件成本高、控制精度低等因素,无法快速达到预期效果。
为了实现更加智能化的控制,人们开始尝试将模糊控制方法应用于智能家居控制。
模糊控制是一种控制理论,其主要思想是在不确定、模糊的控制环境下,采用模糊隶属度和模糊推理方法进行控制。
模糊控制具有以下优点:1.适应性强。
模糊控制可以适应各种环境变化,使控制结果更加可靠。
2.易于实现。
模糊控制算法操作简单,容易实现智能化控制。
3.精度高。
模糊控制算法可以对复杂的系统进行精细控制,保证控制结果的精度。
三、模糊控制在智能家居控制系统中的应用1.模糊温度控制。
智能家居一般都装有温度传感器,通过模糊控制算法可以实现温度自动调节,保持室内温度始终在适宜的范围内。
2.模糊光照控制。
智能家居控制系统可以通过模糊灰度控制,将光照控制在适宜的范围内,保证室内光照舒适度。
3.模糊空调控制。
智能家居控制系统可以通过模糊控制算法,实现自动调节空调温度,保证室内环境的舒适性。
基于PLC及OPC通信的模糊PID控制实现
正值并反馈PLC袁有效结合了PLC的输出控制优势和上位机的复杂运算能力袁从而实现参数
的实时调整遥 试验结果表明袁PID改良型控制器在稳态误差相同的情况下袁调节时间较传统的
PID控制器显著减少袁并彻底消除超调现象袁在高精度控制领域具有显著的推广意义遥
关键词院模糊控制曰可编程逻辑控制器曰OPC通信曰MatLab
摘要院在烟草生产和加工领域的过程控制中袁由于变量日趋多样化及复杂的外部执行环境袁
传统PID控制器暴露出其自身特有的局限性袁有必要引入参数值在线实时调节功能遥 提出了
基于OPC通信的模糊PID控制策略袁基础PID控制算法经初步优化袁通过编程在PLC上得以实
现曰基于OPC服务在底层与上位机之间产生数据交互袁由上位机完成模糊推理过程袁产生修
DOI院10.19557/ki.1001-9944.2019.05.009
控制系统与智能制造
基于 PLC 及 OPC 通信的模糊 PID 控制实现
汪浩洋 1袁徐 恺 2袁曹 玉 1
渊1.湖南中烟工业有限责任公司 长沙卷烟厂袁长沙 410007曰2.中国电建集团 中南勘测设计研究院有限公司袁 长沙 410014冤
收稿日期院2019-01-28曰修订日期院2019-04-08 作者简介院汪浩洋渊1986要冤袁男袁硕士袁工程师袁高级技师袁主要从事制丝电气设备管理工作遥
圆园19,34穴5雪
3
模糊控制结构是应用人的思维模式和经验认 知袁转化为计算机能够识别和控制的智慧控制技术 系统遥 该控制模式又被认为是一种言语控制形式袁 常用于难利用明确的数学形式表达的控制对象和 一些繁杂环境中的实物控制遥
随着工业 4.0 的逐步推进袁 设备自动化水平日 益提高袁对传统的 PID 控制而言袁工控系统的复杂 化和控制对象的多样化袁给过程控制带来了不同程 度的参数时变性尧非线性和结构不确定性[1]袁要求其 模型结构非常精确袁传统控制方式也因此而暴露出
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基于温度控制系统的传感器环节
作者姓名:雷腾
指导教师:尤富强
学院专业:信息学院自动化
班级学号:1109 20113648
课程设计(论文)任务书
摘要
目录
1温度控制系统
1.1温度控制系统简介
温度控制系统的是基于计算机控制的基础上进行具体改善。
典型计算机控制系统结构如图1-1。
计算机控制系统是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系,以获得一定控制目的而构成的系统。
这里的计算机通常指数字计算机,可以有各种规模,如从微型到大型的通用或专用计算机。
辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。
图1-1 计算机控制系统典型结构图
本次课程设计所用的仪器为温度控制装置。
实现对烤箱的温度控制。
在计算机基本原理的基础上。
应用智能调压器对部分模块进行供电。
智能调压模块控制端链接一个1-5V的控制电压来控制智能调压模块。
在课程设计中,我们主要研究反馈环节。
被控对象为烤箱内的温度。
烤箱内接PT100进行检测,输出为一个电压信号,通过运算放大将信号变为0-5V并且送入到板口上的A/D转换器中进行计算机控制。
1.2温度控制系统组成
通过分析得出,此系统为闭环控制系统。
温度控制系统的组成分为硬件和软件两个方面。
根据上图结合实际情况进行分析,温度控制系统的硬件包含以下3个部分(1)过程装置。
包括被控对象、执行机构和测量变送装置。
(2)输入输出通道。
包括过程通道和总线接口。
(3)计算机系统。
包括计算机和外部设备。
根据实际情况,此系统的软件包括组态王和Matlab以及Mulsitim。
1.3温度控制系统的工作方式
电阻炉炉温计算机控制系统如图1-2
图1-2 炉温计算机控制系统
炉温计算机控制系统工作过程如下:电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后,变成电信号(毫伏级),在经变送器变成标准信号(1-5V)从现场进入控制室,经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机,与计算机内部的给定温度比较,得到偏差信号。
该信号经过计算机内部的应用软件,即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量,在经过D/A将该数字量控制信号转换成模拟量。
控制信号模拟量作用于执行机构触发器,进而控制双向晶闸管对交流220V电压进行PWM调制,达到控制加热电阻两端电压的目的。
电鱼两端电压的高低决定了电阻的加热能力的大小,从而调节炉温变化,最终达到计算机内部的给定温度。
2传感器
2.1传感器简介
传感器部分为测量变送装置。
测量由热电阻pt100进行测量。
变送环节由芯片INA125进行转换,将电压信号转换为0-5V。
在通过ADC将信号送入到计算机。
2.2传感器组成
如图2-1,可以清楚的看出,传感器主要由PT100和INA125组成。
图2-1 传感器元件图
2.2.1热电阻PT100
pt100是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。
pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。
主要用于工业过程温度参数的测量和控制。
带传感器的变送器通常由两部分组成:传感器和信号转换器。
传感器主要是热电偶或热电阻;信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成(由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的,因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器),有些变送器增加了显示单元,有些还具有现场总线功能。
PT100温度分布表如图2-2所示。
图2-2 PT100温度分布表
2.2.2放大器INA125
INA125是一个低功耗,高精度仪表放大器。
具有精密基准电压特性。
他提供了完整桥式励磁和精密级别不同的输出,并且放大在单一集成电路。
其结构图如图2-3。
图2-3 INA125结构图
其内部具有桥式电路,其作用是提高精度等级。
使得芯片的规格VS = ±15V 或VS = +5V。
在上图13、14、15端口接入时,相当于接入不同的上拉电阻。
2.3传感器的工作原理
测量变送的第一个过程是检测被控对象,也就是检测温度的变化。
需要用到的仪器为PT100温度传感器。
而ina125主要起运算放大作用,在这里不做具体研究。
下面为大家介绍PT100的工作原理。
当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。
但他们之间的关系并不是简单的正比的关系,而更应该趋近于一条抛物线。
铂热电阻的温度特性.在0~850℃范围内
Rt=R0(1+At+Bt2)
在-200~0℃范围内
Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100)t3]
式中A,B,C的系数各为:
A=3.90802×10^-3℃-1
B=-5.802×10^-7℃-2
C=-4.27350×10^-12℃-4
由于高次项的系数比较小,可以忽略不计。
故我们把实际的PT100测温曲线看作为线性关系。
得到下图2-4。
图2-4 pt100温度曲线图
3对传感器硬件部分进行仿真
3.1分析设计电路图
如图2-1,我们对传感器硬件部分进行分析。
温度由PT100温度传感器进行传输,传输到电路板上。
而电路板上的元件主要以INA125为核心进行设计。
其构造组成为:pt100(Z20),电源(Z24),ADC(Z22),电容(C21,C20),电阻(R23),电位计(P20,P21) 。
根据电路设计工艺要求,设计出如图3-1的电路图。
图3-1 温度测量电路电路图
INA125为一个运算放大器。
.根据温度测量电路图分析就会方便很多。
运算放大器的输入为PT100的测量值的电压信号。
需要加入R23作为上拉电阻。
可以对输出信号做一个精准的矫正,通过放大器INA125,则输出为0-5V电压传输到A/D转换器上。
3.2 操作方法
首先要做的是调0,获得0摄氏度时对应的PT100的电阻值。
用等效电阻接入电路。
由于Vin=Vin(+)-Vin(-),调节P20,根据P20的分压原则,调到50%的位置上,使得Vin-=Vin+。
即可得到0摄氏度时输出对应的为0V输出。
其次调节200摄氏度。
200摄氏度时,Vin-已经确定,此时Vin=Vin(+)-Vin(-),通过调节P21,调节放大倍数,使得输出V out=5V,即,200摄氏度对应5V。
在实际情况中,由于曲线实际具有非线性,故需要在每一个温度时调节一次P21。
但是由于PT100的温度计算公式中,高次项的系数比较小,在此,我们将温度曲线看作是一条线性的直线。
取多个点进行拟合后获得此直线。
进而得出温度和电压的大致对应关系。
1V-40摄氏度。
3.3 仿真验证
经过了上述分析过程和设计方案,我们应用了Mulsitim对方案进行仿真,验证设计的正确性。
3.3.1对温度测量电路进行仿真
由上图得出,在P20为50%时,对应的0摄氏度输出为0V.
3.3.2对加温控制装置进行仿真
由上图得出,在P24为57%时,P22为78%时,对应的输入为0V输出为1V.
由上图得出,在P24为57%时,P22为78%时,对应的输入为5V输出为5V.
4所得结论及改进
4.1所得结论
通过进行仿真实验,对所设计的方案得出一下结论:
(1)温度控制装置基本符合线性关系。
(2)加温控制装置符合Y=0.8X+1的关系。
4.2方案的改进
如图2-1,此方案用的元件较少,但是能够满足温度控制和加温控制系统的工艺需求。
在有限的电路板上,做出最少的元件组合。
从经济和空间方面上具有很大的优势。
所以,我们组认为此方案目前为最优,暂时不需要很大的改进。
5自我总结
通过本次课程设计,可以认识到自己的不足,在硬件方面自己还不是特别理解每一个部分的用意。
具体为每一个器件之间的链接会产生什么作用,为什么要用这个型号的芯片而不用其他的型号芯片。
在软件方面自己掌握Mulitisim的程度还不是很强,有待提高。
同样,我也获得了收获。
我们原来实验都是软件方面,从来没有硬件方面。
在课程设计,老师出了硬件的题,给了我们一个很好的平台。
虽然这第一步迈的很困难,但是很充实。
最后,要感谢老师这几天一直在实验室。
遇到什么问题能够及时的问老师。
老师的负责也给我们很大的榜样的力量,当然也督促了我们的进度。
谢谢老师的谆谆教诲。
6参考文献
[1] 施仁,刘文江.自动化仪表与过程控制[M].北京:电子工业出版社,2003.
[2] 卢木,魏华胜.检测与控制工程基础[M].北京:机械工业出版社,2001.
[3] 姜忠良陈秀云.温度的测量与控制[M].北京:清华大学出版社,2005。