IEC 61131-7:2000

Programmable controllers - Part 7: Fuzzy control programming

Defines a language for the programming of Fuzzy Control applications used by programmable controllers.

Automates programmables - Partie 7: Programmation en logique floue

Définit un langage permettant de programmer des appli-cations de contrôle flou pour automates programmables.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 09-Aug-2000
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 25.040.40 - Industrial process measurement and control
• ICS: 35.240.50 - IT applications in industry
• Technical Committee: SC 65B - Measurement and control devices
• Drafting Committee: WG 7 - TC 65/SC 65B/WG 7
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 15-Sep-2000
• Completion Date: 10-Aug-2000

Standards Content (Sample)

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61131-7
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
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
Numéros des publications Numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,
Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfir- Information relating to the date of the reconfirmation
mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• Bulletin de la CEI
• IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI*
Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé
as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques
Terminology, graphical and letter
et littéraux
symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur
For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro-
IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI).
(IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux
For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles
be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617:
compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas.
Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre.
* See web site address on title page.

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61131-7
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2000-08
Automates programmables –
Partie 7:
Programmation en logique floue
Programmable controllers –
Part 7:
Fuzzy control programming
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Commission Electrotechnique Internationale
XA
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– 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

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

– 4 – 61131-7 © CEI:2000
Pages
Figure A.4 – Algorithmes pour l'implémentation d'opérations entre deux fonctions
d'appartenance. . 66
Figure A.5 – Structure et éléments fonctionnels du contrôle flou. 68
Figure A.6 – Principe de fuzzification (exemple) . 68
Figure A.7 – Représentation de la base de connaissance sous forme linguistique . 70
Figure A.8 – Représentation de deux variables sous forme de matrice . 70
Figure A.9 – Eléments d'une inférence. 72
Figure A.10a – Exemple montrant les principes d'agrégation. 74
Figure A.10b – Principes d'activation (exemple) . 74
Figure A.10c – Principes d'accumulation (exemple).
...