【正文】 類似的，在控制塊2中2種情況在比例變化率和比例acc中也出現(xiàn)了。表示FLC在采樣時(shí)間nT的增益輸出。模糊邏輯控制器（FCL）是基于模糊邏輯的，同傳統(tǒng)的邏輯系統(tǒng)相比，模糊邏輯控制器是更接近人類的思維和自然語(yǔ)言，從這個(gè)角度看，F(xiàn)LC的重要組成部分是一組邏輯控制規(guī)則，該規(guī)則是與模糊蘊(yùn)涵和推理規(guī)則相關(guān)的雙重概念。在恒溫箱的組態(tài)王編譯中主要使用了，子菜單命令以及退出，返回命令，以退出命令為例如下圖 在工具欄中按鈕位置① 先在工具欄中找出按鈕。3）板卡方式：板卡類設(shè)備直接插在“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的擴(kuò)展槽內(nèi)，“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”通過(guò)訪問(wèn)板卡的I／O地址直接與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換．4）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式：I／O設(shè)備作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與“組態(tài)王計(jì)算機(jī)。熄滅停止指示燈并初始化PID。為了簡(jiǎn)略程序，故設(shè)置填表子程序，在每一次對(duì)，進(jìn)行計(jì)算時(shí)進(jìn)行調(diào)用。NY開(kāi)始采樣時(shí)間將A/D采樣的設(shè)定值和反饋值分別置入VD250和VD260將e和ec分別量化到輸入模糊化論域[3,2,1,0,1,2,3]中的對(duì)應(yīng)元素，置入VW200和VW300中先使用填表程序，利用量化后的ec和e計(jì)算出偏移地址尋址，然后在使用賦值的方法得出KP,KI,KD的增量。異步傳送較為簡(jiǎn)單，彈藥增加傳送位，將影響傳輸速率。還有13KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，6個(gè)獨(dú)立的30KHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20Hz高速脈沖輸出，具有PID控制器。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。2）電源模塊：它為PLC運(yùn)行提供內(nèi)部工作電源，而且，有的還可為輸入信號(hào)提供電源。PLC使用半導(dǎo)體集成電路定時(shí)器，定時(shí)精度高，通過(guò)編寫程序來(lái)進(jìn)行定時(shí)控制，非常方便。同時(shí)維護(hù)不便，而且，完全由邏輯硬件構(gòu)成，接線十分復(fù)雜。（2）PTC熱電阻傳感器：該類傳感器為正溫度系數(shù)傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而增大。只有對(duì)黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。溫度傳感器按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式。 模糊PID控制模糊自整定PID ：是模糊控制器與傳統(tǒng)PID 控制器的結(jié)合,利用模糊推理判斷的思想, 根據(jù)不同的偏差偏差變化率對(duì)PID 的參數(shù)，進(jìn)行在線自整定,傳統(tǒng)PID控制器在獲得新的，后,對(duì)控制對(duì)象輸出控制量。由于其原理簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟。模糊控制的特點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，特別適用于非線性、時(shí)變、模型不完全的系統(tǒng)上。如果采用自適應(yīng)等控制算法，就要花費(fèi)大量的精力去分析系統(tǒng)的模型，并且由于溫度控制系統(tǒng)的模型復(fù)雜，建立模型也比較難于正確地描述系統(tǒng)的真實(shí)行為，所以采用該控制方法也不是非常合適的。常用的溫度控制電路根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和要求的性能指標(biāo)有所不同。它是通過(guò)數(shù)學(xué)方法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合。第三章 硬件設(shè)計(jì)，主要介紹傳感器以及PLC的比較以及選擇。產(chǎn)品的穩(wěn)定性長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有得到解決，影響到我國(guó)其他相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，而對(duì)于大型精密儀器我們還沒(méi)有達(dá)到理想水平，國(guó)內(nèi)對(duì)恒溫箱的需求依賴進(jìn)口較多。常用的恒溫箱主要分為三類：高溫恒溫箱（高于60℃）；中溫恒溫箱（10~60℃）；低溫恒溫箱（低于10℃）。我國(guó)目前在恒溫控制技術(shù)總體技術(shù)水平處于20世紀(jì)80年代中后期水平，成熟產(chǎn)品主要以點(diǎn)位控制以及常規(guī)的PID控制器為主，它只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變的溫度系統(tǒng)控制。其主要運(yùn)作原理是：由溫度傳感器檢測(cè)溫度，通過(guò)EM235進(jìn)行溫度傳送至STEP7中，此時(shí)載入模糊PID算法的STEP7已成為一個(gè)模糊PID控制器，該溫度通過(guò)STEP7的算法計(jì)算之后輸出來(lái)控制制冷加熱設(shè)備進(jìn)行恒溫控制，組態(tài)王可以全程監(jiān)控溫度變化以達(dá)到人機(jī)交互的目的。第二類：基于現(xiàn)代控制理論的設(shè)計(jì)方案現(xiàn)代控制理論以線性代數(shù)和微分方程為主要的工具，以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)來(lái)分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。作為模仿人的思維進(jìn)行決策的智能控制也具有非線性的特點(diǎn)?；谶@樣的要求，可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)修正偏差和偏差變化率的比例系數(shù)，達(dá)到優(yōu)化模糊控制器的作用，從而進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)時(shí)控制的效果，有強(qiáng)的魯棒性和適應(yīng)能力。模糊理論應(yīng)用最有效，最廣泛的領(lǐng)域就是模糊控制，模糊控制在各種領(lǐng)域出人意料的解決了傳統(tǒng)控制理論無(wú)法解決的或難以解決的問(wèn)題，并取得了一些令人信服的成效。（7）最優(yōu)化模糊控制器的研究：根據(jù)被提出的性能指標(biāo)。但PID控制算法也有它的局限性和不足，由于PID算法只有在系統(tǒng)模型參數(shù)為非時(shí)變的情況下，才能獲得理想的效果。按用途分類可以分為壓力和力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器。最常用的非接觸式測(cè)溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測(cè)溫儀表。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)?？勺兂煽刂破髡巾槕?yīng)這一潮流而出現(xiàn)的，以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。因此PLC控制邏輯的靈活性和擴(kuò)展性很好2）控制速度：繼電器控制是通過(guò)繼電器機(jī)械觸頭的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，觸頭的開(kāi)閉動(dòng)作一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)。單片機(jī)控制技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)在于它具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，但工業(yè)控制過(guò)程處理的是大量的開(kāi)關(guān)量，因而運(yùn)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制中單片機(jī)的長(zhǎng)處得不到發(fā)揮，其可靠性也遠(yuǎn)不如PLC。通信模塊代表PLC的組網(wǎng)能力，代表著當(dāng)今PLC性能的重要方面。S7200系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU。異步方式：有又稱起止方式。 組態(tài)DIP開(kāi)關(guān)單極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW60至50mVONOFFOFFONOFFON0至100mV25μVOFFONOFFONOFFON0至500mV125μVONOFFOFFOFFONON0至1V250μVOFFONOFFOFFONON0至5VONOFFOFFOFFOFFON0至20mV5μAONOFFOFFOFFOFFON0至10V4 恒溫箱溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要使用的軟件：與S7200相配套的STEP7 MicroWIN32以及組態(tài)王監(jiān)控軟件。然后通過(guò)查表指令(FND)搜索與VW320中的內(nèi)容相等的數(shù)據(jù)，則INDX會(huì)給出相等時(shí)的數(shù)據(jù)編號(hào)di(d =0，1，2??，48)， 把該數(shù)據(jù)的編號(hào)存入VW322中。設(shè)計(jì)一個(gè)周期為10s的脈沖，脈沖寬度為t，把該脈沖給加熱器和制冷器，即可控制溫度，（a）、（b）。如果計(jì)算機(jī)擁有多個(gè)串口，可以同時(shí)與多個(gè)I／O設(shè)備連接．組態(tài)王最多可與32個(gè)串口設(shè)備相連。本設(shè)計(jì)主要涉及溫度變量以及，三參數(shù)，以溫度為例。通過(guò)示例系統(tǒng)的仿真，驗(yàn)證所提算法的瞬態(tài)性能，并將結(jié)果與文獻(xiàn)[9]所提出的非線性模糊PI控制方法進(jìn)行比較。圖1 本文設(shè)計(jì)的FLC的結(jié)構(gòu)以下是采用的公式 ， , , , ,其中n是正整數(shù)，T是采樣周期。在控制規(guī)則時(shí)，求單個(gè)控制規(guī)則使用Zadeh 與邏輯是非常正確的，但是在求 和之間的或時(shí)應(yīng)該使用Lukasiewicz的或邏輯。當(dāng)比例偏差和變化率在丨L,L丨的時(shí)間間隔內(nèi)，求值模糊控制規(guī)則的結(jié)果在表1中給出。 2．1 模糊化算法轉(zhuǎn)換輸入的模糊化算法如圖 2a 所示。為了克服生成模糊控制時(shí)的難度和復(fù)雜性，Sugeno等[46]試圖設(shè)計(jì)一種方法，該方法提供了一種FLC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程，并確保了在模糊控制理論下的穩(wěn)定性。 命令語(yǔ)言設(shè)置5）進(jìn)行運(yùn)行系統(tǒng)的配置 對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、網(wǎng)絡(luò)、用戶等進(jìn)行設(shè)置。人機(jī)接口卡和連接電纜由PLC生產(chǎn)廠家提供。按下停止按鈕后，電量停止指示燈，熄滅運(yùn)行指示燈。 調(diào)用填表子程序2）當(dāng)VW322=0，1，7，8時(shí)，=。使用DTR就可以了。同步方式傳遞數(shù)據(jù)雖然提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率，但對(duì)通信系統(tǒng)要求較高。PID指令運(yùn)算執(zhí)行：當(dāng)EN端口執(zhí)行條件符合時(shí)，進(jìn)行PID運(yùn)算，TBL是回路表的起始地址，本設(shè)計(jì)采用的是VB100，由于一個(gè)PID回路占用了32個(gè)字節(jié)，所以VD100到VD132都被占用了。PLC的掃描一個(gè)周期必經(jīng)輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加于CPU模塊之中。而PLC采用無(wú)觸電的半導(dǎo)體電路來(lái)代替繼電器觸點(diǎn)，因?yàn)椴淮嬖谏鲜鋈毕?。早起PLC僅僅是代替繼電器控制裝置完成順序控制、定時(shí)等任務(wù)，但是其簡(jiǎn)單易懂，安裝方便、體積小巧、能耗低、有故障顯示、能重復(fù)使用的特點(diǎn)，使得PLC很快就得到了推廣應(yīng)用。熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過(guò)，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。在自動(dòng)化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測(cè)溫法來(lái)測(cè)量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。一般測(cè)量精度較高。模糊控制器的一個(gè)關(guān)鍵就是模糊控制規(guī)則，其優(yōu)劣直接關(guān)系到模糊控制性能的好壞，是模糊控制設(shè)計(jì)中重要的部分，本設(shè)計(jì)主要是根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)來(lái)生成控制規(guī)則的，這種方法通過(guò)對(duì)控制專家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)描述來(lái)生成待定領(lǐng)域的控制規(guī)則，本控制規(guī)則由49條控制規(guī)則組成，這些控制規(guī)則構(gòu)成一個(gè)規(guī)則庫(kù)，這些規(guī)則根據(jù)人類控制專家經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出，按照IF….is….and….THEN….is….的形式表達(dá)。在PID控制算法中，存在著比例、積分、微分三種控制作用。（4）模糊控制器是一種語(yǔ)言控制器，使得操作人員易于使用自然語(yǔ)言進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。而模糊控制的核心是模擬人的思維方式對(duì)一些無(wú)法得到精確數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象設(shè)計(jì)模糊控制器，可以較好地處理純滯后、大慣性、參數(shù)漂移大的非線性不確定復(fù)雜系統(tǒng)。（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID的結(jié)合：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種采用數(shù)理模型的方法模擬生物神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)及對(duì)信息的記憶和處理而構(gòu)成的信息處理方法。這類設(shè)計(jì)方案適用范圍廣，適合多輸入多輸出系統(tǒng)、某些非線性時(shí)變系統(tǒng)和一些具有隨即擾動(dòng)的系統(tǒng)。2 溫度控制及算法 溫度控制溫度的測(cè)量和控制對(duì)人類日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報(bào)、物資倉(cāng)儲(chǔ)等都起著極其重要的作用。在這方面以日本、美國(guó)、德國(guó)、瑞典等國(guó)技術(shù)領(lǐng)先，并且都產(chǎn)出了一批性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，目前，國(guó)外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度智能化，小型化等方面快速發(fā)展，因此，我國(guó)在恒溫控制等控制儀表行業(yè)與國(guó)外還有著一定的差距。為了滿足這一需求，生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)必須具有極高的靈活性和可靠性，可編程控制器就順應(yīng)而生。為此我們有必要在恒溫箱的研究應(yīng)用上花費(fèi)應(yīng)有的人力物力財(cái)力。醫(yī)藥作為人類生命健康的保障，是十分重要的，而恒溫箱就是這重要保障的前提。傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)中的控制器設(shè)計(jì)已有一套成熟的方法，其中以PID控制器為代表。它適用于有復(fù)雜性、不完全性、模糊性、不確定性和不存在已知算法的生產(chǎn)過(guò)程。②模糊整定PID參數(shù)的方法：根據(jù)偏差和偏差變化率，由模糊推理來(lái)調(diào)整PID參數(shù)，也就是一種以模糊規(guī)則調(diào)節(jié)PID參數(shù)的自適應(yīng)控制方法。1966年，1974年，從此，模糊理論成了一個(gè)熱門的課題。（2）對(duì)設(shè)計(jì)模糊控制規(guī)則的方法的研究，包括模糊集合隸屬函數(shù)的設(shè)定方法、量化水平、采樣周期的最優(yōu)選擇，規(guī)則的系數(shù)，最小實(shí)現(xiàn)及規(guī)則和隸屬函數(shù)參數(shù)自動(dòng)生成等問(wèn)題。在PID控制系統(tǒng)中，PID控制器分別對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行比例、積分與微分運(yùn)算，其結(jié)果的加權(quán)和構(gòu)成系統(tǒng)的控制信號(hào)，送給對(duì)象模型加以控制。3 恒溫箱溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 溫度傳感器傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，～300K范圍內(nèi)的溫度。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。本設(shè)計(jì)采用的是K型熱電阻。PLC與繼電控制技術(shù)相比主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：1）控制邏輯：繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸頭的串聯(lián)或并聯(lián)以及時(shí)間繼電器的延時(shí)等組合控制邏輯。而PLC相對(duì)通用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度要慢，其編程的軟件少，編程剪短，內(nèi)存容量也小。智能模塊的種類、特性也大不相同，性能好的PLC，這些模塊種類多，性能也好。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。串行通信每次只傳送一位，因此傳輸速度比并行傳輸慢，但是串行傳輸只需要一根傳輸線，線路成本低，所以適合遠(yuǎn)距離傳輸。所有的輸入都設(shè)置為相同的模擬輸入量程和格式。 的量化值ec e32101233002010001020300該程序就是依據(jù)上表以及填表指令進(jìn)行完成，S7200中有一填表指令(ATT)， 它向表(TBL)中增加1個(gè)字值(DATA)。 子程序SBR0（a）、（b），主要調(diào)用各種子程序，并且進(jìn)行PID運(yùn)算，計(jì)算值控制經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行輸出。使通訊程序和組態(tài)王扮成—個(gè)完整的系統(tǒng)，保證運(yùn)行系統(tǒng)的高效率．為了方便用戶使用．組態(tài)王中增加了設(shè)備配置向?qū)В脩糁恍枰凑瞻惭b向?qū)У奶崾揪涂邵嵬瓿蒊／O設(shè)備的配置工作．在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，組態(tài)王通過(guò)內(nèi)嵌的設(shè)備管理程序負(fù)責(zé)與I／O設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換．已配置的I／O設(shè)備在工程瀏覽器的設(shè)備節(jié)點(diǎn)中分類列出，用戶可以隨時(shí)查詢和修改．組態(tài)王與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用以下五種方式：串行通訊方式，DDE方式，板卡方式，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式，人機(jī)