منطق فازی و پی ال سی

همراه کردن منطق فازی و PLC

 

در سال 1990 وقتی هر چه بیشتر پتانسیل منطق فازی در رابطه با اتوماسیون صنعتی ثابت شد با همکاری شرکت آلمانی مولر و شرکت آلمانی / آمریکایی Inform  یک کنترلر Fuzzy PLC  بر اساس مشاهدات انجام شده در رابطه با تکنیک‌های قدیمی اتوماسیون صنعتی ساخته شد.

* سخت افزار Fuzzy PLC

همراه کردن منطق فازی و PLC

در سال 1990 وقتی هر چه بیشتر پتانسیل منطق فازی در رابطه با اتوماسیون صنعتی ثابت شد با همکاری شرکت آلمانی مولر و شرکت آلمانی / آمریکایی Inform  یک کنترلر Fuzzy PLC  بر اساس مشاهدات انجام شده در رابطه با تکنیک‌های قدیمی اتوماسیون صنعتی ساخته شد.
* سخت افزار Fuzzy PLC
برای آنکه این دستگاه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد از دو چیپ ارتقاء یافته استفاده شده، یک ASLC آنالوگ با استاندارد صنعتی 12 بیتی مسئولیت تبدیل نتایج آنالوگ به دیجیتال و بلعکس را به عهده دارد. مدلهای ویژه امکان گسترش الحاقات برای برنامه‌های بزرگتر تا 100 سیگنال را دارا می‌باشد. یک اتصال ارتقاء یافته باس بر اساس RS485  قابلیت توسعة بر مبنای شبکه را ممکن می‌سازد. پردازش منطق فازی و روش‌های مرسوم قدیمی توسط یک میکرو کنترلر RISC  16/32 بیتی پیاده سازی شده است سیستم عامل این دستگاه که توسط شرکت مولر طراحی شده است یک سیستم عامل تجاری پا هسته به هنگام (real time ) و چند پردازشی (multi tasking) است مفسر فازی که توسط inform  نوشته شده است به شکل بسیار مناسبی در سیستم عامل جا سازی شده است بنابراین امکان پردازش ‌های کمتر از 4 میلی ثانیه را امکان پذیر کرده است.
RAM  داخلی 256  در صورت نیاز قابل افزایش توسط تکنولوژیFLASH می‌باشد. Fuzzy Plc رمز توانایی حل مسائل کاملاً پیچیده و سریع اتوماسیون صنعتی را در زمان و حجم کم و قیمت پایین فراهم می‌کند.

 

* نرم افزار Fuzzy PLC
Fuzzy PLC  توسط یک نسخه ارتقاء یافته از نرم افزار منطق فازی نوشته شده توسط InForm  نوشته شده است و به صورت کاملاً گرافیکی ، به موقع (real time)  و محیط بهینه شده است. برای داشتن بهترین کارایی در این سیستم نرم افزاری امکان توسعه  راه کارهای منطق فازی و روش‌های دیگر صنعتی به امور یکجا و در یک برنامه فراهم است.

نرم‌افزار منطق فازی تمام برنامه‌ها و توابع، متغیر‌های زبانی، جداول قیود و ساختار‌های سیستم را در بر دارد. این نرم‌افزار بر روی PC  سوار می شود و توسط یک لینک سریال (RS232) یا یک باس (RS485) به دستگاه متصل می‌شود. به دلیل آنکه سیستم ایرادگیری روی خط (Online debuging) مجهز است در سیستم ایرادگیری روی خط تمام دستورات بدون آنکه باعث توقف دستگاه شود به طور همزمان ترجمه می‌شود.
در اینجا به چند برنامة بهینه سازی شده توسط منطق فازی استفاده می‌کنیم:

1- کنترل ضد تاب خوردن جرثقیل.
2- کنترل آتش در مراکز سوزاندن زباله‌ها.
3- کنترل واحدهای تصفیه آب آلوده
4- موقعیت یابی در پرسها
5- تنظیم دما در ماشنهای ذوب پلاستیک
6- کنترل هوا و اتوماسیون ساختمان
7- کنترل دستگاه ‌های مبدل باد به انرژی
• کنترل عدم لغزش در چرثقیل‌ها:
در جرثقیل‌ها هدف اصلی قرار دادن بار در بالای نقطة هدف می‌باشد. وقتی بار به وسیله کابلهای قابل ارتجاع به جرثقیل متصل می شود ممکن است در حین حرکت این بار یک سری لغزش در محدودة خاصی ایجاد شود که باید این لغزش به نزدیک صفر میل کند تا بتواند با خیال راحت و اطمینان بار را پایین آورد. با توجه به آنچه گفته شد کنترلر احتیاج به دو متغیر دارد، یکی موقعیت (position) و یکی لغزش یا تاب خوردن (Sway). پس بنابراین از کنترلر PID  نمی‌توان استفاده کرد زیرا محدود به یک متغیر است. روشهای کنترل مرسوم جواب ما را نمی‌دهد زیرا هر یک از آنها مانند model base و یا state variable نیاز به مهندسی و احتیاجات سخت افزاری زیادی هستند. این روش‌ها هزینه پروژه را به سمتی هدایت می‌کنند که از نظر اقتصادی سیستم عدم تابیدگی را غیر ممکن می‌سازد.


علیرغم مشکلات موجود در کنترل اتوماتیک ، جرثقیل‌ها در اغلب موارد به خوبی توسط کاربران انسانی هدایت می‌شود، از آنجا که Fuzzy Logic  بر مبنای همین تجربه انسانی پیاده‌‌سازی شده است برای این منظور  در حدود یک دهه است که به کار می رود. انواع این جرثقیل‌ها شامل چرثقیل‌های بندر، حمل فلزات و محیط‌های کارخانه‌ای می‌شود. اخیراً در کشور آلمان یک جرثقیل توسط یک Fuzzy PLC  بهینه سازی شد. نتیجه‌ای که حاصل شد حدود %20  انتقال سریع‌تر و بالا رفتن اعتماد و امنیت سیستم بوده .اشتباهاتی که بوجود می‌آمد ناشی از آن بود که کاربران چرثقیل به صورت موازی آن در حین عملیات جابجایی راه می‌رفتند ( به همراه کنترل از راه دور). قبلاً آنها برای اطمینان از زاویه بار از نگاه کردن بارها از روی زمین استفاده می‌کردند. این موضوع از آنجایی نشات می‌گیرد که برای یک اتوماسیون موفق علاوه بر عوامل تکنولوژیکی عوامل روان شناختی هم مهم است. این بهینه سازی در بهار 1995  شروع شد و کنترلر ضد تابیدگی توسط اپراتور جرثقیل به طور متوالی فعال سازی می‌شود که نشان دهنده پذیرش این موضوع از طریق اپراتور بود.
• کنترل احتراق محیط‌های سوازندن مواد زباله
تنظیم یک دمای احتراق ثابت در واحدهای سوزاندن مواد زباله‌ای جهت حداقل سازی تولید گازهای مضر مانند دیوکسن و فیوران و همچنین جلوگیری از سوختن و آسیب دیدن کوهره مهم است. دو مشکل عمدة این تنظیم دما عبارتند از:
1- میزان گرمای مواد مختلف به شدت متفاوتند.
2- جهت و شکل آتش به صورت مستقیم قابل اندازه‌گیری نمی‌باشد.
به دلیل آنکه پروسه سوختن در ایجاد انرژی الکتریکی مصرف می شود یک پروسه احتراق کامل و پایدار دارای بهره اقتصادی بالایی نیز هست.


برنامة اخیر در کارخانجات سوزاندن مواد در شهر‌ هامبورگ و مانهایم در کشور آلمان، منطق فازی به خوبی پیاده‌سازی شد. در مانهیم در کوره‌‌ای که از دو Fazzy PLC  برای کنترل پروسة سوختن استفاده شد میزان فشار یک کوره 28 mg/h  بود. با بکار بستن روشهای صنعتی مرسوم و استاندارد این فشار در عرض یکساعت به حدود 10mg/h  تغییر کرد. ولی با استفاده از منطق فازی به کمتر از1mg/h  رسید. این روش به طور کلی بهره‌وری را افزایش داده، میزان تولید Nox و So2 مقداری و تولید Co  را به نصف کاهش می‌دهد

همراه کردن منطق فازی و PLC

 

در سال 1990 وقتی هر چه بیشتر پتانسیل منطق فازی در رابطه با اتوماسیون صنعتی ثابت شد با همکاری شرکت آلمانی مولر و شرکت آلمانی / آمریکایی Inform  یک کنترلر Fuzzy PLC  بر اساس مشاهدات انجام شده در رابطه با تکنیک‌های قدیمی اتوماسیون صنعتی ساخته شد.

* سخت افزار Fuzzy PLC

همراه کردن منطق فازی و PLC

در سال 1990 وقتی هر چه بیشتر پتانسیل منطق فازی در رابطه با اتوماسیون صنعتی ثابت شد با همکاری شرکت آلمانی مولر و شرکت آلمانی / آمریکایی Inform  یک کنترلر Fuzzy PLC  بر اساس مشاهدات انجام شده در رابطه با تکنیک‌های قدیمی اتوماسیون صنعتی ساخته شد.
* سخت افزار Fuzzy PLC
برای آنکه این دستگاه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد از دو چیپ ارتقاء یافته استفاده شده، یک ASLC آنالوگ با استاندارد صنعتی 12 بیتی مسئولیت تبدیل نتایج آنالوگ به دیجیتال و بلعکس را به عهده دارد. مدلهای ویژه امکان گسترش الحاقات برای برنامه‌های بزرگتر تا 100 سیگنال را دارا می‌باشد. یک اتصال ارتقاء یافته باس بر اساس RS485  قابلیت توسعة بر مبنای شبکه را ممکن می‌سازد. پردازش منطق فازی و روش‌های مرسوم قدیمی توسط یک میکرو کنترلر RISC  16/32 بیتی پیاده سازی شده است سیستم عامل این دستگاه که توسط شرکت مولر طراحی شده است یک سیستم عامل تجاری پا هسته به هنگام (real time ) و چند پردازشی (multi tasking) است مفسر فازی که توسط inform  نوشته شده است به شکل بسیار مناسبی در سیستم عامل جا سازی شده است بنابراین امکان پردازش ‌های کمتر از 4 میلی ثانیه را امکان پذیر کرده است.
RAM  داخلی 256  در صورت نیاز قابل افزایش توسط تکنولوژیFLASH می‌باشد. Fuzzy Plc رمز توانایی حل مسائل کاملاً پیچیده و سریع اتوماسیون صنعتی را در زمان و حجم کم و قیمت پایین فراهم می‌کند.

 

* نرم افزار Fuzzy PLC
Fuzzy PLC  توسط یک نسخه ارتقاء یافته از نرم افزار منطق فازی نوشته شده توسط InForm  نوشته شده است و به صورت کاملاً گرافیکی ، به موقع (real time)  و محیط بهینه شده است. برای داشتن بهترین کارایی در این سیستم نرم افزاری امکان توسعه  راه کارهای منطق فازی و روش‌های دیگر صنعتی به امور یکجا و در یک برنامه فراهم است.

نرم‌افزار منطق فازی تمام برنامه‌ها و توابع، متغیر‌های زبانی، جداول قیود و ساختار‌های سیستم را در بر دارد. این نرم‌افزار بر روی PC  سوار می شود و توسط یک لینک سریال (RS232) یا یک باس (RS485) به دستگاه متصل می‌شود. به دلیل آنکه سیستم ایرادگیری روی خط (Online debuging) مجهز است در سیستم ایرادگیری روی خط تمام دستورات بدون آنکه باعث توقف دستگاه شود به طور همزمان ترجمه می‌شود.
در اینجا به چند برنامة بهینه سازی شده توسط منطق فازی استفاده می‌کنیم:

1- کنترل ضد تاب خوردن جرثقیل.
2- کنترل آتش در مراکز سوزاندن زباله‌ها.
3- کنترل واحدهای تصفیه آب آلوده
4- موقعیت یابی در پرسها
5- تنظیم دما در ماشنهای ذوب پلاستیک
6- کنترل هوا و اتوماسیون ساختمان
7- کنترل دستگاه ‌های مبدل باد به انرژی
• کنترل عدم لغزش در چرثقیل‌ها:
در جرثقیل‌ها هدف اصلی قرار دادن بار در بالای نقطة هدف می‌باشد. وقتی بار به وسیله کابلهای قابل ارتجاع به جرثقیل متصل می شود ممکن است در حین حرکت این بار یک سری لغزش در محدودة خاصی ایجاد شود که باید این لغزش به نزدیک صفر میل کند تا بتواند با خیال راحت و اطمینان بار را پایین آورد. با توجه به آنچه گفته شد کنترلر احتیاج به دو متغیر دارد، یکی موقعیت (position) و یکی لغزش یا تاب خوردن (Sway). پس بنابراین از کنترلر PID  نمی‌توان استفاده کرد زیرا محدود به یک متغیر است. روشهای کنترل مرسوم جواب ما را نمی‌دهد زیرا هر یک از آنها مانند model base و یا state variable نیاز به مهندسی و احتیاجات سخت افزاری زیادی هستند. این روش‌ها هزینه پروژه را به سمتی هدایت می‌کنند که از نظر اقتصادی سیستم عدم تابیدگی را غیر ممکن می‌سازد.


علیرغم مشکلات موجود در کنترل اتوماتیک ، جرثقیل‌ها در اغلب موارد به خوبی توسط کاربران انسانی هدایت می‌شود، از آنجا که Fuzzy Logic  بر مبنای همین تجربه انسانی پیاده‌‌سازی شده است برای این منظور  در حدود یک دهه است که به کار می رود. انواع این جرثقیل‌ها شامل چرثقیل‌های بندر، حمل فلزات و محیط‌های کارخانه‌ای می‌شود. اخیراً در کشور آلمان یک جرثقیل توسط یک Fuzzy PLC  بهینه سازی شد. نتیجه‌ای که حاصل شد حدود %20  انتقال سریع‌تر و بالا رفتن اعتماد و امنیت سیستم بوده .اشتباهاتی که بوجود می‌آمد ناشی از آن بود که کاربران چرثقیل به صورت موازی آن در حین عملیات جابجایی راه می‌رفتند ( به همراه کنترل از راه دور). قبلاً آنها برای اطمینان از زاویه بار از نگاه کردن بارها از روی زمین استفاده می‌کردند. این موضوع از آنجایی نشات می‌گیرد که برای یک اتوماسیون موفق علاوه بر عوامل تکنولوژیکی عوامل روان شناختی هم مهم است. این بهینه سازی در بهار 1995  شروع شد و کنترلر ضد تابیدگی توسط اپراتور جرثقیل به طور متوالی فعال سازی می‌شود که نشان دهنده پذیرش این موضوع از طریق اپراتور بود.
• کنترل احتراق محیط‌های سوازندن مواد زباله
تنظیم یک دمای احتراق ثابت در واحدهای سوزاندن مواد زباله‌ای جهت حداقل سازی تولید گازهای مضر مانند دیوکسن و فیوران و همچنین جلوگیری از سوختن و آسیب دیدن کوهره مهم است. دو مشکل عمدة این تنظیم دما عبارتند از:
1- میزان گرمای مواد مختلف به شدت متفاوتند.
2- جهت و شکل آتش به صورت مستقیم قابل اندازه‌گیری نمی‌باشد.
به دلیل آنکه پروسه سوختن در ایجاد انرژی الکتریکی مصرف می شود یک پروسه احتراق کامل و پایدار دارای بهره اقتصادی بالایی نیز هست.


برنامة اخیر در کارخانجات سوزاندن مواد در شهر‌ هامبورگ و مانهایم در کشور آلمان، منطق فازی به خوبی پیاده‌سازی شد. در مانهیم در کوره‌‌ای که از دو Fazzy PLC  برای کنترل پروسة سوختن استفاده شد میزان فشار یک کوره 28 mg/h  بود. با بکار بستن روشهای صنعتی مرسوم و استاندارد این فشار در عرض یکساعت به حدود 10mg/h  تغییر کرد. ولی با استفاده از منطق فازی به کمتر از1mg/h  رسید. این روش به طور کلی بهره‌وری را افزایش داده، میزان تولید Nox و So2 مقداری و تولید Co  را به نصف کاهش می‌دهد

/ 0 نظر / 34 بازدید