導語：對於很多剛接觸課題研究的學生對於如何撰寫plc畢業設計開題報告比較茫然，不知道從何下手，往往因為不得要領，走了很多彎路，plc畢業設計開題報告一般包括課題來源、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先進控制策略研究與應用為例，瞭解plc畢業設計開題報告的格式規範。
課題名稱： PLC先進控制策略研究與應用
1、選題意義和背景。
可程式序邏輯控制器（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優勢，已經成為目前自動化領域的主流控制系統。然而，從目前的應用情況來看，PLC還大都只是承擔最基本的控制功能，如順序控制、數據採集和PID反饋控制。各個PLC廠家也在其產品中設計了PID模塊。雖然PID算法控制有很高的穩定性，但對於一些複雜控制系統，PID控制很難滿足控制要求，這也使PLC的發展面臨着一種挑戰。隨着越來越多的PLC產品與IEC1131-3標準兼容，PLC控制系統越來越開放，將先進控制算法嵌入PLC常規控制系統成為可能。本課題從工業控制實際應用角度出發，對PLC的控制功能進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範圍。本課題：PLC先進控制策略的研究與應用，其目的是通過研究使一些先進控制算法在PLC及組態系統上得以實現，並開發相應的應用程序，經過驗證後最終應用到工業過程控制中去。
在PLC組態系統中實現先進控制算法，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絡系統，能大大提高系統的控制水平，改善控制質量。從經濟角度來看，目前PLC生產商的一些產品具備先進控制模塊，如模糊模塊。但它們的價格十分昂貴，且封閉性較強，不適合我國中小型企業的工業改造。因此開發較為通用的先進算法實現技術，對於我國中小型企業的工業改造具有很大的意義，既可降低生產成本，又可提高經濟效益。
模糊控制與預測控制是智能控制中技術較為成熟的分支，因此，研製和開發出適合工業環境的實時先進控制開發工具，實現模糊控制、預測控制嵌入PLC,與常規控制集成運行，讓先進控制從教授、專家手中走出來，實現先進控制的工程化、實用化、轉化為社會生產力，對縮短控制系統開發週期，加快先進控制技術的廣泛應用，提高我國的工業自動化水平有着重大的意義。
2、論文綜述/研究基礎。
在過程工業界，從40年代開始，採用PID控制規律的單輸入單輸出簡單反饋控制迴路己成為過程控制的核心繫統。目前，PID控制仍廣泛應用，即便是在大量採用DCS控制的最現代的工業生產過程中，這類迴路仍佔總迴路80%-90%.這是因為PID控制算法是對人的簡單而有效操作的總結和模仿，足以維護一般過程的平穩操作與運行，而且這類算法簡單且應用歷史悠久，工業界比較熟悉且容易接受。
然而，單迴路PID控制並不能適用於所有的過程和不同的要求[4}0 50年代開始，逐漸發展了串級、比值、前饋、均勻和Smith預估控制等複雜控制系統，即當時的先進控制系統，在很大程度上滿足了單變量控制系統的一些特殊的控制要求。在工業生產過程中，仍有10%-20%的控制問題採用上述控制策略無法奏效，所涉及的被控過程往往具有強藕合性、不確定性、非線性、信息不完全性和大純滯後等特性，並存在着苛刻的約束條件，更重要的是它們大多數是生產過程的核心部分，直接關係到產品的質量、生產率和成本等有關指標。隨着過程工業日益走向大型化、連續化，對工業生產過程控制的品質提出了更高的要求，控制與經濟效益的矛盾日趨尖鋭，迫切需要一類合適的先進控制策略。自50年代末發展起來的以狀態空間方法為主體的現代控制理論，為過程控制帶來了狀態反饋、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，工業過程的複雜性使得建立其正確的數學模型比較困難。同時，計算機技術的持續發展使得計算機控制在工業生產過程中得到了廣泛的應用，強大的計算能力可以用來求解過去認為是無法求解的問題，這一切都孕育着過程控制領域的新突破。
整個80年代，出現了許多約束模型預測控制的工程化軟件包。通過在模型識別、優化算法、控制結構分析、參數整定和有關穩定性和魯棒性研究等一系列工作，基於模型控制的理論體系己基本形成，併成為目前過程控制應用最成功，也最有前途的先進控制策略。近年來，人工智能技術有了長足的長進並在許多科學與工程領域中取得了較廣泛的應用。就過程控制而言，專家系統、神經網絡、模糊系統是最有潛力的三種工具。專家系統可望在過程故障診斷、監督控制、檢測儀表和控制迴路有效性檢驗中獲得成功應用。神經網絡則可以為複雜的非線性過程的建模提供有效的方法，進而可用於過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兩類混合並提煉這些經驗使之成為知識進而改進以後的控制，也將是先進控制的重要內容。
由於先進控制受控制算法的複雜性和計算機硬件兩方面因素的影響，早期的先進控制算法通常是在PC機和UNIX機上實施的。隨着DCS功能的不斷增強，更多的先進控制策略可以與基本控制迴路一起在DCS控制站上實現。國外發達國家幾乎所有企業都採用了DCS系統或其它智能化設備來實現對生產過程的控制，並在此基礎上通過實施先進控制與優化較大的提升了系統的性能。可以説，高性能控制系統，尤其是DCS系統的普及為先進控制的應用提供了強有力的硬件和軟件平台。國外從70年代末就開始了先進控制技術商品化軟件的開發及應用，並在DCS的基礎上實現先進控制和優化。如愛默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進控制軟件RMPGT和RPID等在現場的實際應用都集中在自己的DCS系統上。傳統的PLC由於不支持浮點運算以及先進控制所必須的精確的時間，因此，除了模糊邏輯控制外，其他的先進控制並沒有在PLG平台上實現。然而，在過程工業中大多系統使用先進靈活的PLC控制系統，因此1996年Barnes提出了一種基於PC-PLC通訊的混合方式，通過控制網絡實現計算機與PLG的通訊，從而實現先進控制。
3、參考文獻。
[1]基希林，曲非非。PLC的發展[J].微計算機信息，2002, 18（9）：1-2
[2]陳夕鬆，張景勝。過程控制發展綜述與教學研討[J].南京工程學報，2002,2（1）：49-52
[3]Ohaman Martin, Johansson,Stefan, Arzen, Karl-Erik. Implementation aspects of the PLC standard IEC 1131-3 [J]rol Engineering Practice, 1998,6（8）：547-555
[4]範宗海，黃步餘，唐衞澤。先進過程控制在聚丙烯裝置上的應用[J].石油化工自動化，1999, （6）：7-12
[5]王躍宣。先進控制策略與軟件實現及應用研究[M].浙江大學博士論文，2003,（1）：8-20
[6]褚健。現代控制理論基礎[M].杭州：浙江大學出版社，1995: 9-15
[7]沈平，趙宏，孫優賢。過程控制理論基礎[M].杭州：浙江大學出版社，1991:31-38
[8]張志輝一套常減壓先進控制的應用與開發「M].陝西：西安交通大學碩士論文，2003:20-25
[9]薛美勝，吳剛，孫德敏，王永。工業過程的先進控制[J].化工自動化及儀表，2002,29（2）：1一9
[10] Kolokotsa D.,Stavrakakis,G S二Genetic algoritluns optimized fuzzy controller for the indoor environmental management in buildings implemented using PLC and local operating networks[J]neering Applications of Artificial Intelligence,2002,15（5）：417-428
[11]黃麗雯。新型PLC的特點及應用[J].新特器件應用，1999 , （6） : 27-29
[12]楊昌餛。可程式序控制器發展趨勢概述[J],基礎自動化，1998 , （2） :1-5
[13]蔡偉，巨永鋒。PLC分佈式控制系統[J].西安公路交通大學學報，1996,16（3）：20-25
[14]胡惠延。用PLC實現的一種集散型控制系統[J].煤礦自動化，2000, （4） : 22-24
[15]陳勇，趙勇飛，徐莉。工控機與PLC分佈式測控系統的設計[J].西安公路交通大學學報，1999 , （6） : 41-43
[16]任俊傑，錢琳琳，劉澤祥。基於SIMATIC S7 PLC的現場總線控制系統[J],電工技術雜誌，2004,（9）：40-42
[17〕田紅芳，李穎宏。PLC與上位機的串行通訊[J].微計算機信息，2001,17（3）：36-37
[18]姚錫凡，彭永紅，陳統堅，李偉光。基於模糊芯片的加工過程智能控制[J].組合機牀與自動化加工技術，2000, （2）：26-29
[19]汪小澄，方強。基於PLC的模糊控制研究[J].武漢大學學報，2002, 35（3）： 79-81
[20]肖漢光。模糊控制在懸掛鏈同步控制中的應用[M].廣州：華南理工大學碩士論文，2002: 20-31
[21]成曉明，柳愛美，田淑杭，PLC的爐温多級模糊控制的優化與實現[J].自動化儀器與儀表，2000,（1） : 20-22
[22]李敬兆，張崇巍。基於PLC直接查表方式實現的模糊控制器研究[J].電子技術雜誌，2001,（9）： 18-21
[23]張璽，劉勇，張小兵。二次開發Wincc模糊控制算法[J].計算機應用，2002,（1）：69-71
[24]孫東衞，周立峯。預測模糊控制在渠道系統中的應用[J].現代電子技術，2002,（4）： 82-85
[25]石紅瑞，孫洪濤，馬智宏。二次開發RSView32嵌入廣義預測控制算法[J] .測控技術，2004 23（9） : 52-54
[26」西門子公司。西門子57-300系統參考手冊[M].北京：西門子自動化與驅動集團，2002: 10-200
[27」西門子公司。STEP? V5.1編程手冊[M].北京：西門子自動化與驅動集團，2002:40-60
[28]王磊，王為民。模糊控制理論及應用[M].北京：國防工業出版社，1997: 17-29
[291章為國，楊向忠。模糊控制理論與應用[M].陝西：西北工業大學出版社，1999:15一19
[30]蔡自興。智能控制一基礎與應用[M].北京：國防工業出版社，1998: 35-37