基于S7-200 PLC的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法設(shè)計

針對下位機程序流程這里需要說明的是：
(1)初始化首先隨機選取[0，1]內(nèi)θji、σji、ωi及η的初始值，通過PLC指令把這些值賦給存儲單元；其次對學(xué)習(xí)過程中用到的常數(shù)賦值，同樣賦給存儲單元；最后，要把請求數(shù)據(jù)傳送的標(biāo)志位VB703置位。
(2)初始值計算由于初始化中請求數(shù)據(jù)傳送，首先通過下位機的通信程序取得數(shù)據(jù)，并且接收樣本數(shù)據(jù)后．復(fù)位VB703，告知上位機不再傳送數(shù)據(jù)。接著利用初始化已賦值的第一組權(quán)值，計算第一組樣本值為輸入時輸出值、輸出值與期望輸出值的差值以及后續(xù)計算所要用到的數(shù)據(jù)。
(3)權(quán)值、E(性能指標(biāo))值計算在第上一步的基礎(chǔ)上計算權(quán)值和E值。具體算法可參考模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法．且易于在PLC平臺上實現(xiàn)。
(4)E值判斷把計算的E值與0．002相比較。如果E≤0．002，說明計算的函數(shù)變量、權(quán)值已達到預(yù)期目標(biāo)，學(xué)習(xí)過程結(jié)束。結(jié)束的同時觸發(fā)外接設(shè)備的開關(guān)量，利用外接設(shè)備讀取這些計算結(jié)果。相反，則需繼續(xù)學(xué)習(xí)過程。并將不滿足性能指標(biāo)第3步計算出的函數(shù)變量、權(quán)值賦給下一步重新計算y值所需的地址內(nèi)，把請求數(shù)據(jù)標(biāo)志位VB703置位．并向上位機發(fā)送，從而為新y值的計算做好準(zhǔn)備。
(5)學(xué)習(xí)過程中Y值計算由于已把請求數(shù)據(jù)標(biāo)志位置位，因此，首先通過通信程序先取樣本，取完樣本值后復(fù)位VB703，告知上位機不再傳樣本值，接著計算新的Y值，以便計算新的函數(shù)變量、權(quán)值以及E值。學(xué)習(xí)過程下位機主程序?qū)崿F(xiàn)如圖4所示。

4．2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場工作過程實現(xiàn)
當(dāng)學(xué)習(xí)階段結(jié)束后，通過現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫并把采集的數(shù)據(jù)當(dāng)做輸人，運用訓(xùn)練好的權(quán)值和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，得到控制對象所需的控制值。要實現(xiàn)以上工作步驟。仍然需要上下位機合作，故而程序設(shè)計分為上位機和下位機兩部分。
4．2．1上位機程序?qū)崿F(xiàn)
現(xiàn)場工作中上位機程序設(shè)計功能與學(xué)習(xí)階段相一致，主要區(qū)別；在學(xué)習(xí)階段初始化的和需要給下位機傳送的樣本值變成了通過外接設(shè)備現(xiàn)場采集到的數(shù)值。在PLC程序的初始化中，把采集值從外接設(shè)備的地址中賦值到發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)。因為采集值是在一定的周期內(nèi)變化的，所以是實時的。故無需地址指針使兩者工作同步。
4．2．2 下位機程序?qū)崿F(xiàn)
由圖5現(xiàn)場工作過程中下位機程序流程可知．下位機在現(xiàn)場工作過程中的具體步驟：

(1)初始化下位機初始化首先要把學(xué)習(xí)過程訓(xùn)練好的θji、σji、η的值，通過PLc指令把其賦給存儲單元；其次要對后續(xù)Y值計算過程中用到的常數(shù)賦值，同樣也要賦給存儲單元；最后，要把請求數(shù)據(jù)傳送的標(biāo)志位VB703置位。并發(fā)送給上位機。
(2)接收采集值 首先接收上位機的采集值，接著把采集的值賦給即將進行Y值運算的儲存地址。同時將請求數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)志位VB703復(fù)位，并傳送給上位機，要求停止繼續(xù)向下位機傳輸采集值。
(3)輸出y值計算利用上一步提供的采集數(shù)據(jù)、初始化步驟中的權(quán)值和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，以PLC為平臺進行計算，將計算所得值賦給外接輸出設(shè)備的存儲地址．同時根據(jù)現(xiàn)場情況控制請求數(shù)據(jù)接收標(biāo)志位VB703是否置位。
(4)VB703判斷若VB703=16#FF，那么啟動新的數(shù)據(jù)接收，即跳轉(zhuǎn)到第二步。如果VB703≠16#FF，則跳轉(zhuǎn)到結(jié)束。但要知道的是這兩種結(jié)果是工作人員根據(jù)現(xiàn)場情況在第3步中已確定的?，F(xiàn)場工作過程中下位機主程序?qū)崿F(xiàn)如圖6所示。

5 結(jié)論
通過對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程和現(xiàn)場工作過程的PLC程序的仿真，結(jié)果表明：學(xué)習(xí)過程的PLC程序，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)能力，當(dāng)不滿足性能指標(biāo)時，系統(tǒng)則根據(jù)梯度下降策略自動的調(diào)整權(quán)值、隸屬函數(shù)的和，直到輸出滿足要求為止?，F(xiàn)場工作過程PLC程序，在采集值確定情況下．能夠得出確定的輸出值，達到預(yù)期效果。