plc畢業(yè)設計開(kāi)題報告

　　導語(yǔ)：對于很多剛接觸課題研究的學(xué)生對于如何撰寫(xiě)plc畢業(yè)設計開(kāi)題報告比較茫然，不知道從何下手，往往因為不得要領(lǐng)，走了很多彎路，plc畢業(yè)設計開(kāi)題報告一般包括課題來(lái)源、選題背景、研究現狀、研究大綱、參考文獻等等，下面我們就以PLC先進(jìn)控制策略研究與應用為例，了解plc畢業(yè)設計開(kāi)題報告的格式規范。

　　課題名稱(chēng)： PLC先進(jìn)控制策略研究與應用

　　1、選題意義和背景。

　　可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC）具有可靠性高、抗干擾能力強、功能豐富等強大技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)成為目前自動(dòng)化領(lǐng)域的主流控制系統。然而，從目前的應用情況來(lái)看，PLC還大都只是承擔最基本的控制功能，如順序控制、數據采集和PID反饋控制。各個(gè)PLC廠(chǎng)家也在其產(chǎn)品中設計了PID模塊。雖然PID算法控制有很高的穩定性，但對于一些復雜控制系統，PID控制很難滿(mǎn)足控制要求，這也使PLC的發(fā)展面臨著(zhù)一種挑戰。隨著(zhù)越來(lái)越多的PLC產(chǎn)品與IEC1131-3標準兼容，PLC控制系統越來(lái)越開(kāi)放，將先進(jìn)控制算法嵌入PLC常規控制系統成為可能。本課題從工業(yè)控制實(shí)際應用角度出發(fā)，對PLC的控制功能進(jìn)行深入的研究和探討，以提高和擴展PLC控制器的應用水平和應用范圍。本課題：PLC先進(jìn)控制策略的研究與應用，其目的是通過(guò)研究使一些先進(jìn)控制算法在PLC及組態(tài)系統上得以實(shí)現，并開(kāi)發(fā)相應的應用程序，經(jīng)過(guò)驗證后最終應用到工業(yè)過(guò)程控制中去。

　　在PLC組態(tài)系統中實(shí)現先進(jìn)控制算法，包括預測控制算法和模糊邏輯控制算法，形成具有人工智能的控制模塊及網(wǎng)絡(luò )系統，能大大提高系統的控制水平，改善控制質(zhì)量。從經(jīng)濟角度來(lái)看，目前PLC生產(chǎn)商的一些產(chǎn)品具備先進(jìn)控制模塊，如模糊模塊。但它們的價(jià)格十分昂貴，且封閉性較強，不適合我國中小型企業(yè)的工業(yè)改造。因此開(kāi)發(fā)較為通用的先進(jìn)算法實(shí)現技術(shù)，對于我國中小型企業(yè)的工業(yè)改造具有很大的意義，既可降低生產(chǎn)成本，又可提高經(jīng)濟效益。

　　模糊控制與預測控制是智能控制中技術(shù)較為成熟的分支，因此，研制和開(kāi)發(fā)出適合工業(yè)環(huán)境的實(shí)時(shí)先進(jìn)控制開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現模糊控制、預測控制嵌入PLC,與常規控制集成運行，讓先進(jìn)控制從教授、專(zhuān)家手中走出來(lái)，實(shí)現先進(jìn)控制的工程化、實(shí)用化、轉化為社會(huì )生產(chǎn)力，對縮短控制系統開(kāi)發(fā)周期，加快先進(jìn)控制技術(shù)的廣泛應用，提高我國的工業(yè)自動(dòng)化水平有著(zhù)重大的意義。

　　2、論文綜述/研究基礎。

　　在過(guò)程工業(yè)界，從40年代開(kāi)始，采用PID控制規律的單輸入單輸出簡(jiǎn)單反饋控制回路己成為過(guò)程控制的核心系統。目前，PID控制仍廣泛應用，即便是在大量采用DCS控制的最現代的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，這類(lèi)回路仍占總回路80%-90%.這是因為PID控制算法是對人的簡(jiǎn)單而有效操作的總結和模仿，足以維護一般過(guò)程的平穩操作與運行，而且這類(lèi)算法簡(jiǎn)單且應用歷史悠久，工業(yè)界比較熟悉且容易接受。

　　然而，單回路PID控制并不能適用于所有的過(guò)程和不同的要求[4}0 50年代開(kāi)始，逐漸發(fā)展了串級、比值、前饋、均勻和Smith預估控制等復雜控制系統，即當時(shí)的先進(jìn)控制系統，在很大程度上滿(mǎn)足了單變量控制系統的一些特殊的控制要求。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，仍有10%-20%的控制問(wèn)題采用上述控制策略無(wú)法奏效，所涉及的被控過(guò)程往往具有強藕合性、不確定性、非線(xiàn)性、信息不完全性和大純滯后等特性，并存在著(zhù)苛刻的約束條件，更重要的是它們大多數是生產(chǎn)過(guò)程的核心部分，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本等有關(guān)指標。隨著(zhù)過(guò)程工業(yè)日益走向大型化、連續化，對工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的品質(zhì)提出了更高的要求，控制與經(jīng)濟效益的矛盾日趨尖銳，迫切需要一類(lèi)合適的先進(jìn)控制策略。自50年代末發(fā)展起來(lái)的以狀態(tài)空間方法為主體的現代控制理論，為過(guò)程控制帶來(lái)了狀態(tài)反饋、輸出反饋、解疆控制、自適應控制等一系列多變量控制系統設計方法}s}.上述多變量控制策略有其自身的不足之處，工業(yè)過(guò)程的復雜性使得建立其正確的數學(xué)模型比較困難。同時(shí)，計算機技術(shù)的持續發(fā)展使得計算機控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應用，強大的計算能力可以用來(lái)求解過(guò)去認為是無(wú)法求解的問(wèn)題，這一切都孕育著(zhù)過(guò)程控制領(lǐng)域的新突破。

　　整個(gè)80年代，出現了許多約束模型預測控制的工程化軟件包。通過(guò)在模型識別、優(yōu)化算法、控制結構分析、參數整定和有關(guān)穩定性和魯棒性研究等一系列工作，基于模型控制的理論體系己基本形成，并成為目前過(guò)程控制應用最成功，也最有前途的先進(jìn)控制策略。近年來(lái)，人工智能技術(shù)有了長(cháng)足的長(cháng)進(jìn)并在許多科學(xué)與工程領(lǐng)域中取得了較廣泛的應用。就過(guò)程控制而言，專(zhuān)家系統、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、模糊系統是最有潛力的三種工具。專(zhuān)家系統可望在過(guò)程故障診斷、監督控制、檢測儀表和控制回路有效性檢驗中獲得成功應用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )則可以為復雜的非線(xiàn)性過(guò)程的建模提供有效的方法，進(jìn)而可用于過(guò)程軟測量和控制系統的設計上。模糊系統不僅是行之有效的模糊控制理論基礎，而且有望成為表達確定性和不確定性?xún)深?lèi)混合并提煉這些經(jīng)驗使之成為知識進(jìn)而改進(jìn)以后的控制，也將是先進(jìn)控制的重要內容。

　　由于先進(jìn)控制受控制算法的復雜性和計算機硬件兩方面因素的影響，早期的先進(jìn)控制算法通常是在PC機和UNIX機上實(shí)施的。隨著(zhù)DCS功能的不斷增強，更多的先進(jìn)控制策略可以與基本控制回路一起在DCS控制站上實(shí)現。國外發(fā)達國家幾乎所有企業(yè)都采用了DCS系統或其它智能化設備來(lái)實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程的控制，并在此基礎上通過(guò)實(shí)施先進(jìn)控制與優(yōu)化較大的提升了系統的性能�？梢哉f(shuō)，高性能控制系統，尤其是DCS系統的普及為先進(jìn)控制的應用提供了強有力的硬件和軟件平臺。國外從70年代末就開(kāi)始了先進(jìn)控制技術(shù)商品化軟件的開(kāi)發(fā)及應用，并在DCS的基礎上實(shí)現先進(jìn)控制和優(yōu)化。如愛(ài)默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進(jìn)控制軟件RMPGT和RPID等在現場(chǎng)的實(shí)際應用都集中在自己的DCS系統上。傳統的PLC由于不支持浮點(diǎn)運算以及先進(jìn)控制所必須的精確的時(shí)間，因此，除了模糊邏輯控制外，其他的先進(jìn)控制并沒(méi)有在PLG平臺上實(shí)現。然而，在過(guò)程工業(yè)中大多系統使用先進(jìn)靈活的PLC控制系統，因此1996年Barnes提出了一種基于PC-PLC通訊的混合方式，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò )實(shí)現計算機與PLG的通訊，從而實(shí)現先進(jìn)控制。

　　3、參考文獻。

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