摘要：研讨了含糊操控与神经网络两者相结合构成的含糊神经网络操控战略，完结了含糊神经网络操控算法在PLC中的软件编程，它不依赖于被控目标准确的数学模型，将含糊神经网络操控器运用于温度操控体系中，取得了杰出的操控作用。
因为现代工业进程操控体系的杂乱性，特别是被控目标的非线性、时变、时滞等特性，若选用惯例的操控算法，往往很难取得满足的操控作用。所以对含糊操控、神经网络、遗传算法、专家操控等智能操控战略的运用研讨尤为重要，特别是考虑将不同的操控算法进行恰当结合，然后能够扬长避短，取得较好的操控作用。
可编程逻辑操控器PLC具有功用丰厚、可靠性高、抗干扰才能强等技能优势，并且PLC的数据处理、算术运算等基本功用也在不断增强，经过研讨将先进的智能操控算法经过结构化编程嵌入PLC，完结对一些不易建模或模型参数不确认的进程操控体系的实时操控。
1 可编程操控器
现代电子技能、通讯技能及核算机技能的快速开展，PLC在硬件、软件、功用、运用等各方面都有大幅度进步，已由传统的只能履行简略逻辑操控开展到具有数万I/O规划、运算和操控功用以及通讯、联网才能的归纳操控体系，成为工业自动操控的中心设备之一。
SIEMENS公司的S7-300 PLC在首要功用、扩展功用等方面都比之前产品有很大进步。其功用特色首要包含：
1)扩展功用好。
2)运算速度快，编程功用强。
3)通讯功用强。
2 含糊神经网络操控算法的PLC完结
2.1 含糊神经网络结构
含糊操控是一种仿人思维的操控技能，其着眼于将人的操控经历和常识转化为用言语变量描绘的操控规矩，用逻辑推理去处理各种含糊性的信息。含糊操控体系尽管在结构上和各参数的物理意义上比较清晰，但其缺少自学习和自调整才能。
人工神经网络尽管在常识表达才能上比较短缺，但其能完结对生物神经网络的功用模仿，具有极强的自学习、自适应、并行处理和容错才能。
由此可见，含糊操控和神经网络这两种智能操控战略具有很好的互补性，可将含糊操控和神经网络用合理的办法结合运用，使其相互扬长避短，经过发挥各自优势来结构比单一操控战略愈加完善的智能操控体系，如图1所示。
依据含糊理论和神经网络思维，规划四层含糊神经网络结构，如图2所示。
其间，第一层是用于将输入信号传送到下一层的输入层;第二层是用于核算各输入重量归于各言语变量值含糊调集从属度函数的从属函数层;第三层是用于核算每条规矩适费用的规矩层，其每个节点表明一条含糊规矩;第四层是用于完结归一化核算的输出层。
含糊与神经网络两种智能操控的结合旨在经过神经网络的自学习和自适应功用，对含糊操控规矩的从属度函数参数和输出层权系数进行调整和优化，然后到达满足的操控作用。
2.2 操控算法的PLC完结
在STEP7软件顶用STL指令编程完结杂乱的数学核算。体系选用结构化编程办法，各个程序块依据其各自操控功用进行编程，首要功用程序模块分配如下：
1)操作体系与用户程序之间的接口模块OB1，此模块在履行进程中调用功用模块OB35，可监控操控算法的最大运转周期，使程序的实时性得以查验。
2)循环中止功用模块OB35，由SFC4O(体系专用的中止激活功用)发动，依照CPU特色中设定的时刻距离循环履行，使含糊神经网络操控算法主程序FC20能被周期性地调用。
3)含糊神经网络操控算法主程序模块FC20，是体系的中心程序，经过此模块安排调用其它程序模块(PC1-FC11、FC18、FC19、FB1)来完结操控体系的全体功用，即信号收集、运算和输出等。
4)用于存储运算进程中公共数据的同享数据模块DB1、DB3。
5)完结网络输入层的运算模块FB1，依据输入量与输出量的比较，求取差错和差错的改动，作为含糊神经网络的输入。
6)FC1模块用来核算含糊神经网络从属函数层的输出;FC2模块用来含糊规矩的匹配;FC3模块用来核算含糊神经网络规矩层的输出;FC4模块用来核算含糊神经网络输出层的输出;FC5模块用来核算反传差错信号δ;FC6模块用来核算权系数调理量△w;FC7模块用来核算调整好的权系数;FC8模块用来核算反传差错信号δk;FC9模块用来核算反传差错信号δ1j和δ2j;FC10模块用来核算从属函数层参数调理量△aij和△ bij;FC11模块用来核算调整后的从属函数层的参数aij和bij;FC18模块用来进行参数迭代运算;FC19模块用来核算b(i，j)的平方和立方;STEP7软件中的功用程序模块安排流程如图3所示。
3 运用实例
含糊操控和神经网络相结合的含糊神经网络操控战略首要用于目标模型不知道或不确认的操控，将这种智能操控战略运用于温度操控，在操控目标模型不清晰的条件下，完结对温度的自动操控。
3.1 体系的操控要求
在此温控体系中，非金属资料热物性测定设备是被控目标，设备试件的温度是被控变量，测温外表是热电偶。体系的操控意图是使设备试件的温度坚持恒定在设定值答应的差错规模之内，采纳手法是经过操控单相整流固态调压器的操控电压来改动设备试件的加热电压。
3.2 体系的硬件组成
操控体系的硬件设备首要包含：
1)PC机和通讯设备：运用设备有SIEMENS公司编程软件STEP7的PC机用于PLC程序的修改，别的，为使PC机与PLC操控器衔接通讯完结程序的下载及PLC运转状况的监测等，还需装备CP5613A2现场总线通讯板卡。
2)操控器模块装备：本体系选用现场总线通讯技能构成单主站方法的PROFIBUS-DP网络体系，主站操控器选用SIEMENS公司的S7-300PLC，CPU选用315-2PN/DP，别的装备两个ET200M长途从站I/O站点模块。
3)体系的被控目标：将非金属资料热物性测定设备作为体系的被控目标，为确保资料热物性测定的准确性，所以对设备试件的温度巨细有较高的要求。该设备运用电加热的办法进行加温，可经过操控加热电压的巨细使设备试件坚持恒温或使温度坚持在答应的规模内。
非金属资料热物性测定设备的结构如图4所示。
4)电加热设备：该操控体系的履行器选用单相整流固态调压器(TGZ14)，作为一种电加热设备。它能够供给可变直流加热电压，并经过改动晶闸管的相位来操控输出电压的巨细，然后改动设备的加热电压，完结温控。这种电加热设备的调理规模很宽、运用寿命较长、能完结强电部分和弱电部分的阻隔维护。
3.3 含糊操控器的规划
体系的操控思维是在树立含糊操控算法的基础上，使用神经网络的自适应和自学习功用对含糊操控规矩的相关参数和系数进行调整和优化，然后取得满足的操控作用。所以，含糊操控器的规划至关重要。
含糊操控器的输入是设定温度值和试件实践温度值的差错以及试件温度的改动率，输出是表征PLC操控器模仿量输出的内部数字值的改动量。并且含糊操控器的输入和输出均需经含糊化处理为含糊言语变量值。
依据含糊操控理论，拟定含糊操控规矩表，如表1所示。
依据表1，可进行如下剖析，当实践温度比设定温度值大得多时(E=NB)，若实践温度的改动为上升趋势(EC=PB)，则对应的△U=NB，即减小操控量;若实践温度的改动为下降趋势(EC=NB)，则对应的△U=ZE，即坚持现有的操控量。
3.4 温度操控体系调试
温度设定值为80 ℃，操控器S7-300PLC每隔30 s经A/D转化模块获取实践温度值，与设定温度进行比较后，经含糊神经网络算法剖析运算后发生相应输出来操控加热设备的加热电压，完结对温度的自动操控。
1)记载数据。包含在不同加热电压下的升温、降温进程的温度值，以及温度的改动率等。
2)使用含糊操控规矩对STEP7软件中的含糊神经网络操控器的网络参数进行初始化，并完结在线操控和网络参数的调整。
3)依据调整后的网络参数从头进行初始化，并观测操控作用。
操控器实时参数监控界面如图5所示。
实时操控曲线如图6所示。
4 结束语
温度是工业自动化领域中的重要操控参数之一，因为温度操控进程具有大滞后、大惯性的特色，所以要确认其准确的数学模型有必定难度。
依据PLC的含糊神经网络操控战略不依赖于进程准确的数学模型，将其运用于温度操控体系，在规则的温度规模内，呼应
