وبلاگ

شما اینجا هستید : صنعت اتوماسیون

کاربرد منطق فازی در اتوماسیون صنعتی(قسمت اول)

در سالهای اخیر، منطق فازی پتاسیل کاربرد خود را در اتوماسیون صنعتی به خوبی به اثبات رسانده است. در این بحث کاربردی مهندسان اغلب از مفاهیم به اثبات رسیده استفاده می‌کنند. برای کنترل رخداد‌های پراکنده، آنها اغلب از منطق نردبانی (Ladder logic) استفاده می‌کنند.برای کنترل پیوسته اغلب یا نوع bang-bang استفاده می‌شود و یا نوع PID .

 

کاربرد منطق فازی در اتوماسیون صنعتی(قسمت اول)


برنـامه‌های موفـق منطق فـازی در اتومـاسیون صنعتی:

این مقاله در پنجمین کنفرانس بین‌الملی مجمع بین الملی مهندسی صنایع دربارة منطق فازی (Fuzzy logic)نیواورلئان 1996، ارائه شده.
در این مقاله‌ ما 8 برنامه اخیر منطق فازی در اتوماسیون صنعتی را بررسی می‌کنیم. تمام برنامه‌ها به نام Fuzzy PLC که یک بستر سخت‌افزاری برای برقراری منطق فازی و تکنیک‌های صنعتی منطق فازی است نامیده می‌شود. با یک بررسی سریع بر روی دستگاه‌های Fuzzy ، دربارة 8 برنامه (Application) کاربردی بحث می‌کنیم و می‌بینیم چگونه منطق فازی راه حل بهتری را نسبت به راه‌حلهای معمولی پیاده سازی می‌کند و در حد ممکن به بررسی صرفه‌جویی در هزینه  (Cost Saving ) و بهبود کیفیت می‌پردازیم. برای بررسی بیشتر، شما می‌توانید به مطالب منابع ذکر شده مراجعه کنید.


1- منطق فازی در اتوماسیون صنعتی
در سالهای اخیر، منطق فازی پتاسیل کاربرد خود را در اتوماسیون صنعتی به خوبی به اثبات رسانده است. در این بحث کاربردی مهندسان اغلب از مفاهیم به اثبات رسیده استفاده می‌کنند. برای کنترل رخداد‌های پراکنده، آنها اغلب از منطق نردبانی (Ladder logic) استفاده می‌کنند.برای کنترل پیوسته اغلب یا نوع bang-bang استفاده می‌شود و یا نوع PID .
اگر چه کنترل PID  در هنگامی که پروسه مورد مطالعه در حالت ثابت و ایستایی باشد خوب کار می‌کند ولی در حالتهای دیگر زیاد موفق نیست:
• در حالت پراکندگی زیاد ( غیر خطی)
• پروسه‌های وابسته به زمان ( غیر خطی)
• حالت‌های زمانهای مرده و از دست رفته.
به این دلیل است که کنترل PID  پروسه را کاملاً در حالت بررسی می‌کند. اگر چه این ساده‌سازی ممکن است در حالت عادی به خوبی عمل کند ولی در پراکندگی بسیار می‌تواند نقطة عملیاتی پروسه را بسیار دورتر از نقطة set  شده قرار دهد. در این حالت فرضیة خطی (linear)اغلب کنار گذاشته می‌شود.
همین حالت وقتی اتفاق می‌افتد که پارامتر‌های پروسه نسبت به زمان تغییر کند. در این حالات به کارگیری کنترل Fuzzy  به جای کنترل PLD  نشان می‌دهد که بسیار بهتر از روشهای معمول اما پیشرفته فعلی عمل می‌کند اگر چه این تنها موردی نیست که حل آن بر مبنای منطق فازی است .
کنترل چند متغیره:
قدرت واقعی منطق فازی در اتوماسیون اداری بر مبنای راهی است که منطق فازی در طراحی کنترل‌های چند متغیره نمایان می‌کند. در بسیاری از برنامه‌های کاربردی کنترل یک پروسه تک متغیره ثابت به راحتی با کنترل PID  یا bang-bang امکان پذیر است. اگر چه تنظیم مقادیر برای نمای حلقه‌های کنترل اغلب به صورت دستی توسط اپراتور انجام می‌شود. اپراتور با آنالیز موقعیت پروسه و تنظیم مقادیر متغیرهای PID  به بهینه سازی پروسه کمک می‌کند. به این روش کنترل (supervisory control ) می‌گویند و اغلب متغیرهای چند کار درگیرند.


PID  و bang –bang  هر دو اندیس فقط یک متغیر بر می‌آیند و این اغلب باعث به وجود آمدن تعداد بسیاری حلقة کنترل مستقل از هم می‌شود. این حلقه‌ها توانایی صحبت با یکدیگر را ندارند (talk to each othor) در جاهای که مورد دلخواه و یا ضروری است که رابطه‌ای بین این استقلالهای متغیر‌های فیزیکی صورت گیرد، یکی از آنها مجبور به برپایی یک مدل ریاضی از پروسه می‌شود و از معادله دیفرانسیال یک مشتق می‌گیرد که برای برپایی راه حل مورد نیاز است. در اتوماسیون صنعتی کمتر پیش می‌آیدزیرا:


• بوجود آوردن یک مدل ریاضی از دنیای واقعی ممکن است سالها وقت بگیرد.
• اغلب مدلهای ریاضی به ساده سازی‌های گسترده و خطی سازی‌ها نیاز دارند که برای بهینه سازی نتایج کنترلر در آینده نیاز به فاکتورهایی دارد.
تنظیم متغیر‌های اضافی یک کنترلر که از مدل ریاضی مشتق می‌شود، مانند ماهیگری در تاریکی است (Fishing in the dark) به دلیل آنکه بهینه‌سازی در یک نقطه با استفاده از متغیر‌های عمومی (Global) اغلب باعث کاهش کارآیی در نقطه دیگری از عملیات می‌شود.
در ضمن بسیاری از محققان دارای پس زمینه کافی در زمینه مدل سازی ریاضی نیستند. همچنین در نگاه اول، در صنعت، فرآیندهای تک متغیره با یک کنترل ساده مانند PID  یا bang – bang  به همراه یک supervisor که توسط انسان هدایت می شود کنترل می‌شود.
در اینجاست که منطق فازی یک راه حل عالی و پر بهره را برای مشکلات پیاده سازی می‌کند. منطق فازی به مهندسان این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به مدل سازی ریاضی و با استفاده از نتایج تجربی و تجربه اپراتور یک کنترلر چند متغیره طراحی می‌کند.
هر متغیر پردازنده به تنهایی توسط یک کنترلر PID ثابت نگه داشته شده است به طوری که مقدارگیری آنها از منطق فازی سرچشمه می‌گیرد و این طرز قرار‌گیری در اغلب سیستمها مانند تعیین درجه حرارت کوره‌ها و یا میزان درصد اکسیژن در حوضچه‌های فاضلاب یکسان است در سیستم‌های دیگر این امکان وجود دارد که یک راه حل گردشی کامل بر مبنای منطق فازی توسعه داد.
به همین دلیل است که ارتقا بر اساس سیستم‌های مرسوم مانند ladder logic یا instruction list  و کنترل PID به همراه منطق فازی بسیار دلپذیر است.

 

نوشته توسط: محقق سایت در تاریخ چهارشنبه, 2 آذر 1390 - 12:04

بازدید : 2335
ذخیره ذخیره
|
چاپ چاپ
|
ارسال ارسال به دوستان
|
bookmark بوک مارک  

نظرات

نظری تا به حال داده نشده است!

شایان ذکر است که ایمیل شما در سایت نمایش داداه نخواهد شد و فقط جهت اطلاع رسانی به شما برای نظراتی که برای کامنت شما ارسال شده استفاده میگردد.

bold italic underline link unlink paragraph hr increase decrease html