PLC先进控制策略研究与应用

【摘要】：可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)以其可靠性高、抗干扰能力强、功能丰富等强大技术优势,成为目前自动化领域的主流控制装置。然而,PLC还大都只是承担最基本的控制功能,如顺序控制和PID反馈控制。随着工业的不断发展,过程对象越来越复杂,非线性、大滞后、数学模型难以建立,单纯的PID控制很难满足控制要求。而先进控制策略对于解决这类系统的控制问题,显示出强大的优势。因此把先进控制嵌入到PLC中是当前一个研究热点。 论文首先在前人研究的基础上总结了先进控制策略在PLC上实现的研究现状,重点分析了PLC模糊控制器和PLC预测控制器的实现方法。随后介绍了西门子SIMATIC S7-300 PLC系统及其组态软件STEP7,并给出了基于S7-300 PLC的常规控制系统的组态和基本控制算法的实现。在此基础上,重点研究了先进控制策略中模糊算法和预测算法,结合PLC的特点,给出了基于PLC的模糊控制和单值广义预测控制的实现方法,并详细阐述了PLC模糊控制器和PLC预测控制器的设计步骤。最后,结合工业对象模型,建立仿真系统,验证了PLC模糊控制器、PLC预测控制器的可靠性和有效性。 论文的工作充分表明PLC先进控制策略实现的可行性,基于PLC的先进控制的研究开辟了自控系统研究的一个新的领域,由于PLC在工业中的广泛应用,所以基于PLC的先进控制有着广阔的发展前景。