[發明專利]基于S7_300的模糊控制器二次開發設計方法

在審

• 申請號: 202010087796.4
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111367166A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 楊崢;王偉兵;潘鵬;申存斌;賈俊杰;李仁華;宋林昊
• 申請（專利權）人: 邯鄲鋼鐵集團有限責任公司;邯鄲市邯鋼集團信達科技有限公司
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂琴

本發明涉及一種基于S7_300的模糊控制器二次開發設計方法，將先進的智能控制方法與PLC控制器相結合，根據二維模糊控制器的工作原理和PLC的特點，提出了一種用PLC實現模糊控制的設計方法。該方法采用離線生成模糊控制查詢表，借助PLC的存儲器間址尋址方式實現模糊控制算法。運用PLCSIM仿真軟件測試該算法，證明該控制器的模糊輸入和解模糊輸出的有效性；本發明將模糊控制與SIEMENS結合起來，揚長避短，既具有模糊控制靈活、適應性強的優點，又具有PLC可靠性高、參數監控修改方便、通訊便捷等優點，采用Step7_300來實現模糊控制，將使模糊控制在工業控制中發揮更大的作用。

技術領域

本專利申請屬于模糊控制器開發技術領域，更具體地說，是涉及一種基于Step7_300_PLC平臺下的模糊控制器二次開發設計方法。

背景技術

SIEMENS控制系統采用常規pid控制較為普遍，對于實際工業生產過程來講，SIEMENS控制系統自帶的常規pid控制在啟動、停止、設定值增減幅度大時會使控制量超過執行機構可能最大的動作范圍所對應的極限控制量，最終引起系統較大的超調，甚至引起系統的振蕩。為了適應自動化發展需要，控制系統可采用模糊控制模糊控制器，并將模糊控制與PLC結合以兼顧二者的優點。

為了實現智能控制，利用SIEMENS控制系統的Step7進行模糊控制設計，是一件急需解決的事情。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種基于S7_300的模糊控制器二次開發設計方法，提高系統運行的安全性和經濟性，并可以減少人員，提高生產。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

一種基于S7_300的模糊控制器二次開發設計方法，包括基于SIEMENS控制系統Step7_300_PLC平臺構筑模糊控制器，構筑出的模糊控制器以偏差e(k)和偏差變化率ec(k)作為輸入、控制量u(k)作為輸出，模糊控制器具體構筑步驟如下：

S1、模糊控制輸入；

S2、計算偏差e(k)和偏差變化率ec(k)并模糊化；

S3、定義模糊變量及其語言值；

S4、給出輸入和輸出模糊變量賦值表；

S5、計算模糊關系；

S6、合成運算；

S7、計算控制量并清晰化(也就是解模糊化)；

S8、模糊控制輸出。

本發明技術方案的進一步改進在于：S3中，模糊控制器以基本二維模糊控制器為基礎，模糊控制器包括輸入量模糊化、模糊推理和解模糊三個部分，模糊控制器的模糊變量包括如下因素：

r為設定值，y為測量值，u為輸出值；

e為誤差，計算公式為e＝r-y；

ec為誤差變化率，計算公式為ec＝e1-e2，式中，e1為當前采樣的誤差，e2為上次采樣的誤差；

E和EC分別為e和ec模糊化后的輸入模糊變量；

△U為輸出模糊變量，△u為△U解模糊化后的輸出增量，u為精確輸出量；K_e、K_ec分別為e、ec的量化因子；K_u為△u的比例因子。

本發明技術方案的進一步改進在于：S4中，輸入和輸出模糊變量賦值表中的模糊變量隸屬函數為：

EC賦值表

E、△U賦值表