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

針對下位機程序流程這里需要說(shuō)明的是：
(1)初始化首先隨機選取[0，1]內θji、σji、ωi及η的初始值，通過(guò)PLC指令把這些值賦給存儲單元；其次對學(xué)習過(guò)程中用到的常數賦值，同樣賦給存儲單元；最后，要把請求數據傳送的標志位VB703置位。
(2)初始值計算由于初始化中請求數據傳送，首先通過(guò)下位機的通信程序取得數據，并且接收樣本數據后．復位VB703，告知上位機不再傳送數據。接著(zhù)利用初始化已賦值的第一組權值，計算第一組樣本值為輸入時(shí)輸出值、輸出值與期望輸出值的差值以及后續計算所要用到的數據。
(3)權值、E(性能指標)值計算在第上一步的基礎上計算權值和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(shí)現。
(4)E值判斷把計算的E值與0．002相比較。如果E≤0．002，說(shuō)明計算的函數變量、權值已達到預期目標，學(xué)習過(guò)程結束。結束的同時(shí)觸發(fā)外接設備的開(kāi)關(guān)量，利用外接設備讀取這些計算結果。相反，則需繼續學(xué)習過(guò)程。并將不滿(mǎn)足性能指標第3步計算出的函數變量、權值賦給下一步重新計算y值所需的地址內，把請求數據標志位VB703置位．并向上位機發(fā)送，從而為新y值的計算做好準備。
(5)學(xué)習過(guò)程中Y值計算由于已把請求數據標志位置位，因此，首先通過(guò)通信程序先取樣本，取完樣本值后復位VB703，告知上位機不再傳樣本值，接著(zhù)計算新的Y值，以便計算新的函數變量、權值以及E值。學(xué)習過(guò)程下位機主程序實(shí)現如圖4所示。

4．2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )現場(chǎng)工作過(guò)程實(shí)現
當學(xué)習階段結束后，通過(guò)現場(chǎng)采集數據，建立數據庫并把采集的數據當做輸人，運用訓練好的權值和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，得到控制對象所需的控制值。要實(shí)現以上工作步驟。仍然需要上下位機合作，故而程序設計分為上位機和下位機兩部分。
4．2．1上位機程序實(shí)現
現場(chǎng)工作中上位機程序設計功能與學(xué)習階段相一致，主要區別；在學(xué)習階段初始化的和需要給下位機傳送的樣本值變成了通過(guò)外接設備現場(chǎng)采集到的數值。在PLC程序的初始化中，把采集值從外接設備的地址中賦值到發(fā)送區的數據區。因為采集值是在一定的周期內變化的，所以是實(shí)時(shí)的。故無(wú)需地址指針使兩者工作同步。
4．2．2 下位機程序實(shí)現
由圖5現場(chǎng)工作過(guò)程中下位機程序流程可知．下位機在現場(chǎng)工作過(guò)程中的具體步驟：

(1)初始化下位機初始化首先要把學(xué)習過(guò)程訓練好的θji、σji、η的值，通過(guò)PLc指令把其賦給存儲單元；其次要對后續Y值計算過(guò)程中用到的常數賦值，同樣也要賦給存儲單元；最后，要把請求數據傳送的標志位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(zhù)把采集的值賦給即將進(jìn)行Y值運算的儲存地址。同時(shí)將請求數據傳輸標志位VB703復位，并傳送給上位機，要求停止繼續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據、初始化步驟中的權值和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，以PLC為平臺進(jìn)行計算，將計算所得值賦給外接輸出設備的存儲地址．同時(shí)根據現場(chǎng)情況控制請求數據接收標志位VB703是否置位。
(4)VB703判斷若VB703=16#FF，那么啟動(dòng)新的數據接收，即跳轉到第二步。如果VB703≠16#FF，則跳轉到結束。但要知道的是這兩種結果是工作人員根據現場(chǎng)情況在第3步中已確定的?，F場(chǎng)工作過(guò)程中下位機主程序實(shí)現如圖6所示。

5 結論
通過(guò)對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )學(xué)習過(guò)程和現場(chǎng)工作過(guò)程的PLC程序的仿真，結果表明：學(xué)習過(guò)程的PLC程序，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )自學(xué)習能力，當不滿(mǎn)足性能指標時(shí)，系統則根據梯度下降策略自動(dòng)的調整權值、隸屬函數的和，直到輸出滿(mǎn)足要求為止?，F場(chǎng)工作過(guò)程PLC程序，在采集值確定情況下．能夠得出確定的輸出值，達到預期效果。