可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)是网络通信技术、计算机技术以及自动化控制技术相结合的产物,是一种专门为工业控制领域设计,广泛应用于工业控制现场的装置。PLC不仅在普通工业生产中广泛使用,而且在基础能源设施领域被大量使用,其安全性不容忽略,震网病毒对伊朗核电站的侵袭就是对国内工业控制安全的长期警示。因此,开发具有完整控制功能、完全自主可控的国产PLC刻不容缓。本文就完善全国产化PLC的PID功能控制系统进行研究实现。选取典型性强、应用范围广的PID控制算法作为研究对象,现代工业PID技术大多会采用PLC来实现,而PID控制功能也常常作为衡量PLC性能强弱的标准。随着工业控制系统的复杂程度和控制要求不断提升,常规PID控制方法难以满足控制要求,继电自整定与神经网络为解决这些问题提供了新的解决思路。本文做了如下几方面的工作:1)研究分析了PID控制算法,在国产PLC平台上设计实现具有带死区与积分分离功能的PID控制算法;并搭建与编码实现基于全国产PLC的双容水箱控制系统软硬件体系结构,通过监控软件对现场状态实时监控,实现双容水箱的液位控制;提出的基于全国产PLC的PID控制系统,能够完成双容水箱控制功能。2)为解决常规PID人工整定方法费时费力的问题,设计实现继电反馈的方法可以迅速、精确的整定PID参数。通过MATLAB/SIMULINK完成仿真实验。并实际应用控制双容水箱系统,完成现场调试;经实验测试,提出的继电自整定控制方案,解决了人工整定耗时高、精确度不够的问题;3)由于继电自整定属于离线整定的方法,对于非线性、时变的控制系统控制效果不够理想,为解决这一的问题,设计实现BP神经网络算法用于PID参数自整定,通过MATLAB/SIMULINK仿真实验,验证了BP神经网络PID自整定控制性能好、响应速度快、调节时间短、超调量小、可靠性高,具有很高的实用价值。并在实际双容水箱控制系统编码实现,完成现场调试。经过实验测试,在外加水位大浮动干扰的情况下,确保液位可以快速、平稳的维持到设定值高度,取得良好的控制效果。