Mamdani模糊算法在S7-300上的应用及仿真

针对长江大学油水气多相流实验分析系统中空气罐采用传统PID控制器进行加热控制难以准确、直观表现控制系统的状态,调整PID参数困难,控制超调大、不稳定等问题,依据Mamdani模糊算法设计了基于PLC的模糊PID控制器。给出了模糊控制器的结构框图,PLC系统与Simulink仿真软件之间通过Win CC 7.0的OPC服务器进行实时数据交换,实现了控制系统的实时仿真,结果表明,模糊PID控制器相比于传统PID控制器超调有了很大的改善,控制过程也更加稳定、迅速。     

基于Matlab的气动加热模拟试验系统

针对高速飞行器的热障问题,提出了一种基于Matlab的气动加热模拟试验系统方案。系统采用PLC作为控制器,运用Matlab辨识控制系统模型,遗传算法给出PID参数,上位机用WinCC实现实时监测与数据报表生成,WinCC和Matlab之间则通过OPC进行通信。实验结果表明,系统能很好地模拟气动加热环境。     

WinCC与S7-400 PLC批量数据交换的实现

为了实现上位机与PLC的批量数据交换,介绍了一种WinCC与西门子S7-400 PLC控制器进行批量数据交换的方法,对实现数据交换过程中STEP7与WinCC的软硬配置以及如何建立WinCC与PLC的以太网通信连接进行了详细介绍,并自定义了要发送的数据类型与长度,给出了示例程序。为了实现对所发送数据的诊断,在WinCC的运行画面中建立了诊断窗口对话框,实现了对所发送数据的可视化诊断。     

模糊PID控制在S7-300PLC中的实现及应用

针对双容水箱的液位控制,采用模糊自适应PID串级控制方案.模糊自适应PID算法不需要建立精确模型,并保留了传统PID算法的优点,基于模糊规则在线调整PID参数.在西门子S7-300 PLC中,使用编程软件Step7中梯形图和STL语言编写程序,开发了模糊自适应PID模块.将该算法应用于双容水箱的液位控制,实验结果表明,...     

基于WinCC和STEP7的PID控制

介绍了一种基于WinCC和S7—300PLC实现PID控制的方法,利用FB41功能模块实现PID控制,通过WinCC进行实时监控,具有图形显示直观,参数设置方便等优点。     

基于Fuzzy-PID的大规格铸锭结晶器液位控制

大规格铸锭工艺过程复杂,其结晶器液位控制直接影响到铸锭的质量,针对液位控制的时变性和滞后性,建立液位控制系统的数学模型,采用模糊自适应PID控制策略,给出模糊控制规则并进行了控制器的设计,实现了PID参数的在线自整定,Matlab仿真结果表明该系统较常规PID控制具有更好的鲁棒性。在S7-300PLC的基础上改进液位闭环控制程序,加入模糊控制,通过软件WinCC flexible组态触摸屏监控画面,建立与PLC的连接,控制过程与Matlab仿真结果一致。     

基于FF现场总线的监控软件改进设计

针对原有DCS系统监控软件实现的困难,在中科院NCS系列基于FF现场总线的实验平台基础之上,提出一种改进的基于FF现场总线和OPC技术的单回路液位控制系统中的动态矩阵控制方案,更好地发挥了FF现场总线与先进控制算法的技术优势。实验表明:该方案控制效果优于提供的内嵌PID算法,达到了预期的控制效果。     

OPC技术在小型立体仓库监控管理系统上的应用

介绍了利用S7-200PCAccess作为OPC服务器实现了S7-200PLC同时和以WinCC为OPC客户端的监控软件、以VB为客户端的上位库存管理软件之间的通讯实现方法。     

基于PID控制的矿井水处理自动投药系统仿真研究

把PID控制和模糊控制相结合,用串级模糊自整定PID控制器实现了矿井水处理自动投药控制。并用MATLAB/Simulink软件进行串级模糊自整定PID控制的仿真分析。分析结果表明:在矿井水处理自动投药控制过程中,利用串级模糊自整定PID控制可以达到调节时间短、超调小、调节迅速的目的,提高了系统的控制精度和稳定性,改善了整个系统的动态品质。     

WinCC flexible组态软件在砂光机控制系统中的应用

针对砂光机控制系统监控功能需求,设计了采用西门子人机界面MP277作为上位监控设备,S7-200 PLC作为下位核心控制器的控制系统。给出了MP277设备与下位机的通信过程。着重阐述了运用组态软件WinCC flexible开发的砂光机监控界面。使用结果表明:系统的运行稳定、可靠、直观,为操作人员提供了极大的方便。     

基于模糊集的流加发酵控制方法及其实现

乙醇浓度是发酵过程中重要的过程变量，直接影响着发酵过程的优化和控制。通过对酵母发酵生产谷胱甘肽（GSH）的过程机理分析选择了乙醇浓度作为主控变量，构建了相应的模糊控制器对发酵过程流加速率进行优化。利用WinCC（Windows control center）的全局脚本编辑器将模糊控制算法嵌入到PLC控制系统中，实现了对流加速率的模糊控制。实验表明．比较采用恒流加速率控制时的GSH产量，实施模糊控制后的GSH产量达到了2倍以上。     

BMD气冲造型线电控系统设计

为解决BMD气冲自动造型线电控系统由于老化而故障频发等问题,采用西门子S7-400PLC、数字控制Simodrive611U伺服定位系统及基于Windows操作平台的WinCC上位机监控系统,构建了新的控制系统。新系统完全保留了原系统的全部功能及操作习惯,响应速度更快,并增强了系统运行状态信息显示功能,而且具备工业以太网接口,为生产管理升级预留了空间。实践结莱表明,改造后的系统运行稳定,达到了设计要求。     

OPC技术在PLC虚拟仿真实验软件中的应用

为解决所设计的可编程逻辑控制器(PLC)虚拟仿真实验软件与PLC之间的通信问题,分析研究了OPC客户端与服务器端之间的通信机制,将OPC技术应用到仿真实验软件与PLC的通信交互中.设计了一种通用型OPC数据采集发送客户端,该客户端可连接通信现代工业控制上常用的多种类型的PLC,采用实时反馈的数据传送模式.最后以西门子P...     

基于PLC的镀槽温度控制系统设计

为了实时对镀槽温度进行监控,并有效控制镀槽温度精度,设计了一种基于PLC的镀槽温度控制系统。首先介绍了镀槽温度控制系统硬件结构,为了克服传统PID控制方法的缺陷,在PID控制中引入了模糊控制理论,从而提高了系统的自适应能力。最后对模糊PID控制器进行了仿真分析。仿真结果表明,该模糊PID控制器响应速度快、超调量小,能够实现镀槽温度的精确控制。     

可移动燃油自动加注装置设计

为了解决某特种装备缺少高效安全可靠的燃油自动化加注装置的问题,提出了一种可移动燃油自动加注装置的设计方案。针对加注装置对其机械系统进行了设计,利用触摸屏和接口控制技术设计了加注装置的电控系统。电控系统硬件基于西门子触摸屏和S7-200 Smart PLC,使用触摸屏编写软件WinCC flexible SMART V3及下位机PLC程序编写软件STEP7-Micro/WIN SMART编写算法程序来完成数据的采集和控制等功能,并通过以太网接口实现上位机触摸屏和下位机PLC之间的实时通信。结果表明,设计的可移动自动加注装置高效、安全、可靠,且定量加注精度达到±0.3%,为液体加注提供了一定的方法和参考。     

Fuzzy logic versus a PID controller for position control of a muscle-like actuated arm

This study compares three different control algorithms for a muscle-like actuated arm developed to replicate motion in two degrees-of-freedom (df): elbow flexion/extension (f/e) and forearm pronation/supination (p/s). Electromyogram (EMG) is employed to help determine the control signal used to actuate the muscle cylinders. Three different types of control strategies were attempted. The first algorithm used fuzzy logic with EMG signals and position error as control inputs (Fuzzy Controller). The second algorithm incorporated moment arm information into the existing fuzzy logic controller (Fuzzy-MA Controller). The third algorithm was a conventional Proportional-Integral-Derivative (PID) controller, which operated solely on position and integration error (PID Controller). Overall, moment arm scaling aided the fuzzy logic control algorithm by improving movement accuracy as determined by relative error and correlation. The PID controller resulted in the most accurate movement tracking after fine tuning the control gains. This study implies that moment arm scaling is an effective tool for improving motion tracking accuracy of the fuzzy controller in the mechanical arm. The study also implies that PID controller can be used as a substitute for the fuzzy based controller once the desired motion is prescribed.     

基于PLC和WinCC的水箱液位模糊控制研究与应用

采用S7-300的CPU315-2DP设计了一个单容水箱的液位模糊控制器,该模糊控制器克服了传统PID控制对被控对象精确数学模型的依赖.通过查询预先计算出的模糊控制量表直接实现智能控制.通过在WinCC中的参数连接与设置,实现液位运行画面的监测.实验结果表明该控制系统运行可靠有效,其鲁棒性明显优于传统的PID控制方法.     

一种新的积分过程PID控制器整定方法

针对积分过程，提出了一种简单、实用的PID控制器。该方法首先通过PD控制器对积分过程建立内部反馈控制回路，将内部闭环系统近似为二阶加纯滞后模型；然后，根据有效的模型，基于鲁棒性能指标设计外部反馈回路的PID控制器；最后，简化控制系统的结构，采用设定值加权PID控制器控制积分过程。仿真结果表明了设定值加权PID控制器的有效性和可行性。     

PID控制算法在西门子PLC中编程及实现

分析了PID控制位置式和增量式基本算法,其应用在工业控制领域相当广泛.采用西门子可编程控制器S7-300 PLC作为控制器,通过梯形图方式编写了PID的通用控制算法,用FB功能块进行了封装.通过选择合适的PID控制参数,可以满足实际工程的不同需求.该控制算法已经在实际的处理项目、地铁通风空调等多个工程项目中成功应用.     

Tuning of an optimal fuzzy PID controller with stochastic algorithms for networked control systems with random time delay

An optimal PID and an optimal fuzzy PID have been tuned by minimizing the Integral of Time multiplied Absolute Error (ITAE) and squared controller output for a networked control system (NCS). The tuning is attempted for a higher order and a time delay system using two stochastic algorithms viz. the Genetic Algorithm (GA) and two variants of Particle Swarm Optimization (PSO) and the closed loop performances are compared. The paper shows that random variation in network delay can be handled efficiently with fuzzy logic based PID controllers over conventional PID controllers.