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NORME INTERNATIONALE CEI IEC INTERNATIONAL STANDARD 61131-7 Première édition Fi

NORME INTERNATIONALE CEI IEC INTERNATIONAL STANDARD 61131-7 Première édition First edition 2000-08 Automates programmables – Partie 7: Programmation en logique floue Programmable controllers – Part 7: Fuzzy control programming Numéro de référence Reference number CEI/IEC 61131-7:2000 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IEC Licensee=Technip Abu Dabhi/5931917101 Not for Resale, 02/12/2006 07:03:20 MST No reproduction or networking permitted without license from IHS --``,`,`,,,``````,,``,,``,,,,`,-`-`,,`,,`,`,,`--- Numéros des publications Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de 60000. Publications consolidées Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Validité de la présente publication Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à la date de reconfir- mation de la publication sont disponibles dans le Catalogue de la CEI. Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et des travaux en cours entrepris par le comité technique qui a établi cette publication, ainsi que la liste des publications établies, se trouvent dans les documents ci- dessous: • «Site web» de la CEI* • Catalogue des publications de la CEI Publié annuellement et mis à jour régulièrement (Catalogue en ligne)* • Bulletin de la CEI Disponible à la fois au «site web» de la CEI* et comme périodique imprimé Terminologie, symboles graphiques et littéraux En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- technique International (VEI). Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: Symboles graphiques pour schémas. * Voir adresse «site web» sur la page de titre. Numbering As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the 60000 series. Consolidated publications Consolidated versions of some IEC publications including amendments are available. For example, edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the base publication incor- porating amendment 1 and the base publication incorporating amendments 1 and 2. Validity of this publication The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC, thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to the date of the reconfirmation of the publication is available in the IEC catalogue. Information on the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical committee which has prepared this publication, as well as the list of publications issued, is to be found at the following IEC sources: • IEC web site* • Catalogue of IEC publications Published yearly with regular updates (On-line catalogue)* • IEC Bulletin Available both at the IEC web site* and as a printed periodical Terminology, graphical and letter symbols For general terminology, readers are referred to IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary (IEV). For graphical symbols, and letter symbols and signs approved by the IEC for general use, readers are referred to publications IEC 60027: Letter symbols to be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical symbols for use on equipment. Index, survey and compilation of the single sheets and IEC 60617: Graphical symbols for diagrams. * See web site address on title page. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IEC Licensee=Technip Abu Dabhi/5931917101 Not for Resale, 02/12/2006 07:03:20 MST No reproduction or networking permitted without license from IHS --``,`,`,,,``````,,``,,``,,,,`,-`-`,,`,,`,`,,`--- NORME INTERNATIONALE CEI IEC INTERNATIONAL STANDARD 61131-7 Première édition First edition 2000-08 Automates programmables – Partie 7: Programmation en logique floue Programmable controllers – Part 7: Fuzzy control programming Commission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission Pour prix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue  IEC 2000 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher. International Electrotechnical Commission 3, rue de Varembé Geneva, Switzerland Telefax: +41 22 919 0300 e-mail: inmail@iec.ch IEC web site http://www.iec.ch CODE PRIX PRICE CODE XA Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IEC Licensee=Technip Abu Dabhi/5931917101 Not for Resale, 02/12/2006 07:03:20 MST No reproduction or networking permitted without license from IHS --``,`,`,,,``````,,``,,``,,,,`,-`-`,,`,,`,`,,`--- – 2 – 61131-7 © CEI:2000 SOMMAIRE Pages AVANT-PROPOS ................................................................................................................... 8 INTRODUCTION .................................................................................................................. 12 Articles 1 Domaine d’application et objet........................................................................................ 16 2 Références normatives................................................................................................... 16 3 Définitions...................................................................................................................... 16 4 Intégration dans l’automate programmable ..................................................................... 20 5 Langage de contrôle flou FCL......................................................................................... 22 5.1 Echange de programmes de contrôle flou.............................................................. 22 5.2 Eléments du langage de contrôle flou .................................................................... 24 5.3 Exemple de FCL ................................................................................................... 42 5.4 Règles de production et mots-clés du langage de contrôle flou (FCL) .................... 42 6 Conformité ..................................................................................................................... 50 6.1 Classes de conformité du langage de contrôle flou FCL......................................... 50 6.2 Liste de contrôle de données................................................................................. 54 Annexe A (informative) Théorie............................................................................................ 58 A.1 Logique floue ............................................................................................................. .. 58 A.2 Contrôle flou ............................................................................................................. ... 66 A.3 Performances du contrôle flou ...................................................................................... 80 Annexe B (informative) Exemples ........................................................................................ 84 B.1 Précontrôle ............................................................................................................... ... 84 B.2 Adaptation des paramètres d’automate PID conventionnel ............................................ 86 B.3 Contrôle flou direct d'un procédé .................................................................................. 86 Annexe C (informative) Exemple d'application industrielle – Grue à conteneurs.................... 88 Annexe D (informative) Exemple d'utilisation de variables dans le bloc de règles................ 108 Annexe E (informative) Symboles, abréviations et synonymes............................................ 112 Figure 1 – Exemple de bloc fonction de contrôle flou en représentation FBD ......................... 22 Figure 2 – Echange de données entre programmes en langage de contrôle flou (FCL) .......... 24 Figure 3 – Déclaration d'interface de bloc fonction en langage ST et FBD ............................. 26 Figure 4 – Exemple de termes de rampe............................................................................... 28 Figure 5 – Exemple d'utilisation de variables pour les fonctions d'appartenance .................... 28 Figure 6 – Exemple de termes singletons.............................................................................. 30 Figure 7 – Exemple de bloc fonction flou............................................................................... 42 Figure 8 – Niveaux de conformité.......................................................................................... 50 Figure A.1 – Fonctions d'appartenance pour les termes «âge adulte légal» et «adulte» ......... 60 Figure A.2 – Description de la variable linguistique «Age» par des termes linguistiques et par leur hiérarchie sur l'échelle de temps (années d'âge) .................................................. 60 Figure A.3 – Profils de fonctions d'appartenance fréquemment utilisés.................................. 62 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IEC Licensee=Technip Abu Dabhi/5931917101 Not for Resale, 02/12/2006 07:03:20 MST No reproduction or networking permitted without license from IHS --``,`,`,,,``````,,``,,``,,,,`,-`-`,,`,,`,`,,`--- 61131-7 © IEC:2000 – 3 – CONTENTS Page FOREWORD .......................................................................................................................... 9 INTRODUCTION .................................................................................................................. 13 Clause 1 Scope and object ........................................................................................................... 17 2 Normative references ..................................................................................................... 17 3 Definitions...................................................................................................................... 17 4 Integration into the programmable controller ................................................................... 21 5 Fuzzy Control Language FCL ......................................................................................... 23 5.1 Exchange of fuzzy control programs ...................................................................... 23 5.2 Fuzzy Control Language elements......................................................................... 25 5.3 FCL example ........................................................................................................ 43 5.4 Production rules and keywords of the Fuzzy Control Language (FCL) .................... 43 6 Compliance.................................................................................................................... 51 6.1 Conformance classes of Fuzzy Control Language FCL .......................................... 51 6.2 Data check list ...................................................................................................... 55 Annex A (informative) Theory............................................................................................... 59 A.1 Fuzzy Logic .................................................................................................................. 59 A.2 Fuzzy Control ............................................................................................................... 67 A.3 Performance of Fuzzy control ....................................................................................... 81 Annex B (informative) Examples .......................................................................................... 85 B.1 Pre-control ..................................................................................................................... 85 B.2 Parameter adaptation of conventional PID controllers ..................................................... 87 B.3 Direct fuzzy control of a process..................................................................................... 87 Annex C (informative) Industrial example – Container crane................................................. 89 Annex D (informative) Example for using variables in the rule block ................................... 109 Annex E (informative) Symbols, abbreviations and synonyms............................................. 113 Figure 1 – Example of a fuzzy control Function Block in FBD representation ......................... 23 Figure 2 – Data exchange of Programs in Fuzzy Control Language (FCL).............................. 25 Figure 3 – Example of a Function Block interface declaration in ST and FBD languages........ 27 Figure 4 – Example of ramp terms ........................................................................................ 29 Figure 5 – Example of usage of variables for membership functions...................................... 29 Figure 6 – Example of singleton terms .................................................................................. 31 Figure 7 – Example for fuzzy function block .......................................................................... 43 Figure 8 – Levels of conformance ......................................................................................... 51 Figure A.1 – Membership functions of the terms "full legal age" and "adult" ........................... 61 Figure A.2 – Description of the linguistic variable "Age" by linguistic terms and their hierarchy on the time scale (age in years)............................................................... 61 Figure A.3 – Commonly used shapes of membership functions ............................................. 63 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IEC Licensee=Technip Abu Dabhi/5931917101 Not for Resale, 02/12/2006 07:03:20 MST uploads/s1/ 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