PLC作为目前自动化领域的主流控制器具有强大的技术优势,随着工业的不断发展,控制对象越来越复杂,常规PID控制往往由于参数整定不良而使控制系统的性能欠佳;将智能控制与常规PID控制相结合所形成的智能PID控制器,显示出强大的优势;同时,将智能PID控制算法嵌入PLC中也成为当今研究的热点。本文主要工作如下:(1)分析三容水箱液位控制系统实验装置的结构、工艺流程以及CompactLogix系列PLC的硬件与软件系统;结合串级PID控制的基本结构和特点,在CompactLogix上设计并实现了液位串级PID控制。(2)研究模糊控制系统的组成和模糊控制器的设计原理,结合常规PID控制算法,设计了模糊自适应PID控制器;借助MATLAB软件中模糊逻辑工具箱提供的图形界面(GUI)工具,建立离线控制表,并将生成的控制表存储在PLC的标签中;然后通过RSLogix5000编程软件实现输入量模糊化,根据得到的模糊量进行在线查表运算,最终实现PID参数的自适应调整;随后对模糊自适应PID算法进行改进,使得误差和误差变化的加权系数均可调,以适应不同控制过程的控制要求。(3)研究神经网络控制系统的结构和原理,利用RBF网络对被控对象进行在线辨识,BP网络根据系统运行状态及RBF网络提供的信息,通过自身权系数的调整,实现PID参数的在线自适应调整;针对BP网络存在收敛速度慢的问题,本文在算法中引入动量项进行改进;根据RSLogix5000编程软件的特点,在CompactLogix系列PLC上设计并实现了神经网络自适应PID控制算法。(4)设计了基于Factory Talk View Studio的三容水箱液位监控界面,具有显示系统当前运行状况和历史数据,并提供用于控制的操作界面;利用三容水箱液位监控界面对实验装置进行试验,验证了智能PID控制较常规PID控制具有更好鲁棒性和更好的动静态性能。