plc项目毕业设计开题报告.docx
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plc项目毕业设计开题报告
plc项目毕业设计开题报告
PLC是可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，同学们，看看下面的plc项目毕业设计开题报告范文。
plc项目毕业设计开题报告范文 可编程序逻辑控制器具有可靠性高、抗干扰能力强、功能丰富等强大技术优势，已经成为目前自动化领域的主流控制系统。
然而，从目前的应用情况来看，PLC还大都只是承担最基本的控制功能，如顺序控制、数据采集和PID反馈控制。
各个PLC厂家也在其产品中设计了PID模块。
虽然PID算法控制有很高的稳定性，但对于一些复杂控制系统，PID控制很难满足控制要求，这也使PLC的发展面临着一种挑战。
随着越来越多的PLC产品与IEC1131—3标准兼容，PLC控制系统越来越开放，将先进控制算法嵌入PLC常规控制系统成为可能。
本课题从工业控制实际应用角度出发，对PLC的控制功能进行深入的研究和探讨，以提高和扩展PLC控制器的应用水平和应用范围。
本课题：
PLC先进控制策略的研究与应用，其目的是通过研究使一些先进控制算法在PLC及组态系统上得以实现，并开发相应的应用程序，经过验证后最终应用到工业过程控制中去。
在PLC组态系统中实现先进控制算法，包括预测控制算法和模糊逻辑控制算法，形成具有人工智能的控制模块及网络系统，能大大提高系统的控制水平，改善控制质量。
从经济角度来看，目前PLC生产商的一些产品具备先进控制模块，如模糊模块。
但它们的价格十分昂贵，且封闭性较强，不适合我国中小型企业的工业改造。
因此开发较为通用的先进算法实现技术，对于我国中小型企业的工业改造具有很大的意义，既可降低生产成本，又可提高经济效益。
模糊控制与预测控制是智能控制中技术较为成熟的分支，因此，研制和开发出适合工业环境的实时先进控制开发工具，实现模糊控制、预测控制嵌入PLC，与常规控制集成运行，让先进控制从教授、专家手中走出来，实现先进控制的工程化、实用化、转化为社会生产力，对缩短控制系统开发周期，加快先进控制技术的广泛应用，提高我国的工业自动化水平有着重大的意义。
2、论文综述/研究基础。
在过程工业界，从40年代开始，采用PID控制规律的单输入单输出简单反馈控制回路己成为过程控制的核心系统。
目前，PID控制仍广泛应用，即便是在大量采用DCS控制的最现代的工业生产过程中，这类回路仍占总回路80%—90%。
这是因为PID控制算法是对人的简单而有效操作的总结和模仿，足以维护一般过程的平稳操作与运行，而且这类算法简单且应用历史悠久，工业界比较熟悉且容易接受。
然而，单回路PID控制并不能适用于所有的过程和不同的要求基希林，曲非非。
PLC的发展.微计算机信息，XX,18（9）：
1-2
陈夕松，张景胜。
过程控制发展综述与教学研讨.南京工程学报，XX,2
（1）：
49-52
OhamanMartin,Johansson,Stefan,Arzen,Karl-Erik.ImplementationaspectsofthePLCstandardIEC1131-3.ControlEngineeringPractice,1998,6（8）：
547-555
范宗海，黄步余，唐卫泽。
先进过程控制在聚丙烯装置上的应用.石油化工自动化，1999,（6）：
7-12
王跃宣。
先进控制策略与软件实现及应用研究.浙江大学博士论文，XX,
（1）：
8-20
褚健。
现代控制理论基础.杭州：
浙江大学出版社，1995:
9-15
沈平，赵宏，孙优贤。
过程控制理论基础.杭州：
浙江大学出版社，1991:
31-38
张志辉一套常减压先进控制的应用与开发「M].陕西：
西安交通大学硕士论文，XX:
20-25
薛美胜，吴刚，孙德敏，王永。
工业过程的先进控制.化工自动化及仪表，XX,29
（2）：
1一9
KolokotsaD.,Stavrakakis,GS二GeneticalgoritlunsoptimizedfuzzycontrollerfortheindoorenvironmentalmanagementinbuildingsimplementedusingPLCandlocaloperatingnetworks.EngineeringApplicationsofArtificialIntelligence,XX,15（5）：
417-428
黄丽雯。
新型PLC的特点及应用.新特器件应用，1999,（6）:
27-29
杨昌馄。
可编程序控制器发展趋势概述,基础自动化，1998,
（2）:
1-5
蔡伟，巨永锋。
PLC分布式控制系统.西安公路交通大学学报，1996,16（3）：
20-25
胡惠延。
用PLC实现的一种集散型控制系统.煤矿自动化，XX,（4）:
22-24
陈勇，赵勇飞，徐莉。
工控机与PLC分布式测控系统的设计.西安公路交通大学学报，1999,（6）:
41-43
任俊杰，钱琳琳，刘泽祥。
基于SIMATICS7PLC的现场总线控制系统,电工技术杂志，XX,（9）：
40-42
.微计算机信息，XX,17（3）：
36-37
姚锡凡，彭永红，陈统坚，李伟光。
基于模糊芯片的加工过程智能控制.组合机床与自动化加工技术，XX,
（2）：
26-29
汪小澄，方强。
基于PLC的模糊控制研究.武汉大学学报，XX,35（3）：
79-81
肖汉光。
模糊控制在悬挂链同步控制中的应用.广州：
华南理工大学硕士论文，XX:
20-31
成晓明，柳爱美，田淑杭，PLC的炉温多级模糊控制的优化与实现.自动化仪器与仪表，XX,
（1）:
20-22
李敬兆，张崇巍。
基于PLC直接查表方式实现的模糊控制器研究.电子技术杂志，XX,（9）：
18-21
张玺，刘勇，张小兵。
二次开发Wincc模糊控制算法.计算机应用，XX,
（1）：
69-71
孙东卫，周立峰。
预测模糊控制在渠道系统中的应用.现代电子技术，XX,（4）：
82-85
石红瑞，孙洪涛，马智宏。
二次开发RSView32嵌入广义预测控制算法.测控技术，XX23（9）:
52-54
.北京：
西门子自动化与驱动集团，XX:
10-200
.北京：
西门子自动化与驱动集团，XX:
40-60
王磊，王为民。
模糊控制理论及应用.北京：
国防工业出版社，1997:
17-29
.陕西：
西北工业大学出版社，1999:
15一19
蔡自兴。
智能控制一基础与应用.北京：
国防工业出版社，1998:
35-37
孙增折。
智能控制理论与技术.北京：
清华大学出版社，1997;55-62
齐蓉，林辉，李玉忍，谢利理，通用模糊控制器在PLC上的实现.工业仪表与自动化装置，XX,（4）：
23-25
闻新，周露，李东江，贝超。
MATLAB模糊逻辑工具箱的分析与应用〔M].北京：
科学出版社，XX:
44-45
许建平，刘添兵。
PLC控制软件的模块化设计.九江职业技术学校学报，XX,（3）：
13一14
张运波。
PLC梯形图设计中的关键技术.长春工程学院学报，XX,1
（1）：
30-32
RichaletJ,RaultA.ModelPredictiveHeuristicCortrol:
ApplicationtoIndustrialProcess.Automatica,1978,14
（1）：
413-428
RouhaniR,MehraRK.Modelalgorithmiccontrol（MAC）：
BasicTheoreticalProperties.Automatica,1982,18（4）：
401-414
CulterCR,RamakerBL.DynamicMatrix:
ontrol-AComputerControlAlgorithm.SanFrancisco:
AmericanAutomaticControlCouncil,1980:
221-230
ClarheDW,Mohtadi recedinghori:
onpredictivecontrol.IEEProc-D,1991,138（4）:
347-354
GaricaCE,MorariM.InternalModelControl-AUnifyingReviewandSomeNewResults.ProcessDesDew,1982,（21）：
308一32;5
RichaletJ.Predictivefunctionalcontrol-Appliationtofastandaccuraterobots.ProcOf10“IFACWorldCongress,Munich,FRG,1987,
（1）：
25I-258
许超，陈治钢，邵慧鹤。
预测控制技术及应用发展综述.自动化及仪表，XX,29（3）：
1一10
舒迪前。
预测控制系统及其应用.北京：
机械工业出版社，1996:
225-228
李绍勇，陈希平，王刚，范宗良，树龙，蔡颖。
换热机组供水温度的广义预钡（控制.甘肃科学学报，XX,16（3）：
95-97
俞树荣，祁振强，商建平。
集中供热系统热力站二段换热机组系统建模及研究.甘肃工业大学学报，XX,28
（2）：
57-61
第一章前言
1.I论文研究的目的和意义
1.2论文研究的主要内容及工作简述
1.3国内外文献综述
I.3.1先进控制的发展及现状
1.3.2PLC在工业控制领域的应用
.3PLC基本控制方法
1.3.4PLC模糊控制器
I.3.5PLC预测控制算法
第二章SIMATICS7-300PLC及STEP7系统
SIMATIC57-300PLC系统
S7-300PLC
S7-300PLC控制系统
STEP7系统
STEP7功能及结构
组态环境及编程语言
基本控制算法的实现二
第三章PLC模糊控制器的研究与实现
模糊控制算法与系统
模糊控制理论
模糊控制系统
模糊控制器的组成
模糊控制算法
模糊控制器的结构
PLC模糊控制器设计
PLC模糊控制器结构
模糊控制器离线部分设计
模糊控制器离线部分算法设计内容
基于MATLAB模糊逻辑工具箱的设计
STEP7实现模糊控制器设计
模糊算法流程图
模糊算法的功能块
PLC模糊控制器的仿真验证
仿真系统的建立
仿真结果验证
第四章PLC预测控制器的研究与实现
广义预测控制算法
单值广义预测控制
单值广义预测控制律计算
PLC单值广义预测控制器的设计与实现
单值广义预测算法的实现步骤
单值广义预测控制器的设计
单值广义预测控制器的仿真验证
仿真模型的建立
仿真结果分析比较
第五章基于PLC的空调性能检测实验室计算机控制系统
工艺流程与控制方案
工艺过程简述
控制要求
控制方案设计
控制系统结构及配置
监控系统组态设计
57-300PLC控制系统设计
硬件系统组态
PLC控制程序设计
目前，PLC的应用十分广泛，涉及到过程控制的方方面面。
但在控制策略上，它依然沿用传统的PID控制。
许多PLC开发商把PID算法做成模块，固化在PLC中。
但从长远角度看，对于一些复杂的控制系统，PID很难满足控制要求，这就需要把先进的控制算法嵌入到PLC的设计中。
本课题以此为主要研究内容。
工业过程的复杂性以及对于控制日益提高的要求，各种先进控制算法越来越多地深入到控制领域，但由于PLC的编程目前还限于低级语言（如梯形图），所以，给在PLC上实现先进控制算法带来了困难。
SIEMENS在PLC的编程系统STEP7中提供了比较丰富的功能模块，因此，本课题首先是通过对控制算法的研究与改进和对STEP?
功能的开发，使先进控制策略在S7-300PLC上得以较好的实现。
本论文重点研究基于PLC的模糊控制器的实现，这一领域目前研究的比较多，因此在总结前人研究方法的基础上，设计出一个基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7软件中。
此外，对于PLC预测控制虽已有一些研究，但都仅限于理论方面，尚未给出PLC上实现的实例。
本课题也想在此方面有所创新，开发出基于PLC的预测控制实现技术。
本论文第一章简要介绍了课题的来源背景、主要内容、目的意义以及国外相关工作的研究状况等。
第二章介绍了SIMATICS7-300PLC的主要特点，系统组成及控制系统的配置与实现，同时介绍了STEP?
软件的功能及结构，组态环境，以及一些基本算法的实现方法。
第三章重点阐述了模糊控制的基本理论、模糊控制算法、模糊控制器的结构及设计方法。
提出了基于PLC的模糊控制器的实现方法，即采用MATLAB离线设计，PLC在线查询的方式。
给出了STEP?
实现模糊算法的流程图及部分程序。
最后建立一个过程仿真系统，对PLC模糊控制器进行仿真验证。
第四章介绍了预测控制的基本理论，重点阐述了广义预测控制算法，并结合PLC的特点，提出了基于PLC的单值广义预测控制器的设计方法，给出了STEP7实现单值广义预测算法的步骤与流程图。
最后建立一个二阶大滞后的对象模型，构成仿真控制系统，与PID控制进行比较分析，验证PLC预测控制器的有效性。
第五章是作者在研究生期间参加的某空调性能检测实验室基于PLC实现的计算机控制系统，从系统控制方案的设计、系统配置和硬件构成、监控系统的设计等几个方面分别进行了详细的论述。
第六章结论与体会，总结自己在课题研究和项目研究的过程中的一些体会和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事项，改进方法。
I.尽快建立样板工程，把己经取得的研究成果应用到工程实际过程中，通过实践检验，发现问题以便不断改进和提高。
2.PLC预测控制器目前只应用了简单的单值广义预测算法，有其自身的局限性，如控制精度不高。
目前，应用较为成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作为今后研究的一个重点。
3.对于PLC模糊控制器的改进，主要是在算法上，为了提高控制效果，单纯的模糊算法是不足的，改进型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以开发PLC模糊PID控制器。
4.进一步挖掘STEP?
软件的功能，开发过程对象仿真模块，给出基于PLC建立仿真系统的方法和步骤，为工业实阮应用缩短调试时间，保证系统的可靠性。
1.通过对先进控制各种算法的分析比较，对先进控制理论有了进一步认识，从中学到了不少解决问题的方法，理解了传统控制方法与先进控制方法的区别。
2.基于PLC实现先进控制与基于PC实现先进控制相比较，最重要的一个优势在于PLC实现先进控制不需要通讯协议，而基于PC实现先进控制，在系统设计和运行之前必须正确的配置PC与PLC之间的通讯协议，因此可以降低系统得开发时间。
其次，在系统运行时，在下位机上完成先进控制算法比在上位机完成更具有实时性。
在可靠性方面，由于基于PC实现先进控制，现场的数据和信号要经过通讯传给上位机，这难免会出现数据的丢失和信号的误差，从而使系统的控制精度下降，而基于PLC实现先进控制避免了这类现象的发生。
3.西门子57-300PLC功能强、处理速度快、模块化结构易于扩展，被广泛的应用于自动化控制系统中;其相应开发软件STEP7采用模块化编程方法，提供多种编程语言，丰富的功能模块，能实现较为复杂的功能和算法。
因此二者结合起来，为先进控制的设计与开发提供了很好的软硬件平台。
4.PLC模糊控制器采用MTALAB离线设计和PLC在线查表的方法，把复杂的模糊推理过程交给计算机离线完成，得到模糊控制量查询表供PLC在线调用。
此方法将复杂琐碎的模糊控制系统的开发工作变得简单明了，大大缩短了开发周期，同时也提高的PLC控制的实时性，是目前被广泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的设计方法。
5.PLC单值广义预测控制器采用简单实用的单值广义预测控制算法，它需要调整参数少、在线计算时间短，可适用于PLC类控制采样周期较短的快速动态过程系统。
仿真结果表明：
PLC单值广义预测控制器保持了预测控制的性能，控制效果较PID控制有很大改善，同时具有计算量小，响应迅速的优点。
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