كاربرد منطق فازي در اتوماسيون صنعتي(قسمت اول)

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: رنـامه.هاي موفـق منطق فـازي در اتومـاسيون صنعتي: اين مقاله در پنجمين كنفرانس بين.الملي مجمع بين الملي مهندسي صنايع دربارة منطق فازي (Fuzzy logic)نيواورلئان 1996، ارائه شده.
در اين مقاله. ما 8 برنامه اخير منطق فازي در اتوماسيون صنعتي را بررسي مي.كنيم. تمام برنامه.ها به نام Fuzzy PLC كه يك بستر سخت.افزاري براي برقراري منطق فازي و تكنيك.هاي صنعتي منطق فازي است ناميده مي.شود. با يك بررسي سريع بر روي دستگاه.هاي Fuzzy ، دربارة 8 برنامه (Application) كاربردي بحث مي.كنيم و مي.بينيم چگونه منطق فازي راه حل بهتري را نسبت به راه.حلهاي معمولي پياده سازي مي.كند و در حد ممكن به بررسي صرفه.جويي در هزينه (Cost Saving ) و بهبود كيفيت مي.پردازيم. براي بررسي بيشتر، شما مي.توانيد به مطالب منابع ذكر شده مراجعه كنيد.

1- منطق فازي در اتوماسيون صنعتي
در سالهاي اخير، منطق فازي پتاسيل كاربرد خود را در اتوماسيون صنعتي به خوبي به اثبات رسانده است. در اين بحث كاربردي مهندسان اغلب از مفاهيم به اثبات رسيده استفاده مي.كنند. براي كنترل رخداد.هاي پراكنده، آنها اغلب از منطق نردباني (Ladder logic) استفاده مي.كنند.براي كنترل پيوسته اغلب يا نوع bang-bang استفاده مي.شود و يا نوع PID .
اگر چه كنترل PID در هنگامي كه پروسه مورد مطالعه در حالت ثابت و ايستايي باشد خوب كار مي.كند ولي در حالتهاي ديگر زياد موفق نيست:
• در حالت پراكندگي زياد ( غير خطي)
• پروسه.هاي وابسته به زمان ( غير خطي)
• حالت.هاي زمانهاي مرده و از دست رفته.
به اين دليل است كه كنترل PID پروسه را كاملاً در حالت بررسي مي.كند. اگر چه اين ساده.سازي ممكن است در حالت عادي به خوبي عمل كند ولي در پراكندگي بسيار مي.تواند نقطة عملياتي پروسه را بسيار دورتر از نقطة set شده قرار دهد. در اين حالت فرضية خطي (linear)اغلب كنار گذاشته مي.شود.
همين حالت وقتي اتفاق مي.افتد كه پارامتر.هاي پروسه نسبت به زمان تغيير كند. در اين حالات به كارگيري كنترل Fuzzy به جاي كنترل PLD نشان مي.دهد كه بسيار بهتر از روشهاي معمول اما پيشرفته فعلي عمل مي.كند اگر چه اين تنها موردي نيست كه حل آن بر مبناي منطق فازي است .
كنترل چند متغيره:
قدرت واقعي منطق فازي در اتوماسيون اداري بر مبناي راهي است كه منطق فازي در طراحي كنترل.هاي چند متغيره نمايان مي.كند. در بسياري از برنامه.هاي كاربردي كنترل يك پروسه تك متغيره ثابت به راحتي با كنترل PID يا bang-bang امكان پذير است. اگر چه تنظيم مقادير براي نماي حلقه.هاي كنترل اغلب به صورت دستي توسط اپراتور انجام مي.شود. اپراتور با آناليز موقعيت پروسه و تنظيم مقادير متغيرهاي PID به بهينه سازي پروسه كمك مي.كند. به اين روش كنترل (supervisory control ) مي.گويند و اغلب متغيرهاي چند كار درگيرند.

PID و bang –bang هر دو انديس فقط يك متغير بر مي.آيند و اين اغلب باعث به وجود آمدن تعداد بسياري حلقة كنترل مستقل از هم مي.شود. اين حلقه.ها توانايي صحبت با يكديگر را ندارند (talk to each othor) در جاهاي كه مورد دلخواه و يا ضروري است كه رابطه.اي بين اين استقلالهاي متغير.هاي فيزيكي صورت گيرد، يكي از آنها مجبور به برپايي يك مدل رياضي از پروسه مي.شود و از معادله ديفرانسيال يك مشتق مي.گيرد كه براي برپايي راه حل مورد نياز است. در اتوماسيون صنعتي كمتر پيش مي.آيدزيرا:
• بوجود آوردن يك مدل رياضي از دنياي واقعي ممكن است سالها وقت بگيرد.
• اغلب مدلهاي رياضي به ساده سازي.هاي گسترده و خطي سازي.ها نياز دارند كه براي بهينه سازي نتايج كنترلر در آينده نياز به فاكتورهايي دارد.
تنظيم متغير.هاي اضافي يك كنترلر كه از مدل رياضي مشتق مي.شود، مانند ماهيگري در تاريكي است (Fishing in the dark) به دليل آنكه بهينه.سازي در يك نقطه با استفاده از متغير.هاي عمومي (Global) اغلب باعث كاهش كارآيي در نقطه ديگري از عمليات مي.شود.
در ضمن بسياري از محققان داراي پس زمينه كافي در زمينه مدل سازي رياضي نيستند. همچنين در نگاه اول، در صنعت، فرآيندهاي تك متغيره با يك كنترل ساده مانند PID يا bang – bang به همراه يك supervisor كه توسط انسان هدايت مي شود كنترل مي.شود.
در اينجاست كه منطق فازي يك راه حل عالي و پر بهره را براي مشكلات پياده سازي مي.كند. منطق فازي به مهندسان اين امكان را مي.دهد كه بدون نياز به مدل سازي رياضي و با استفاده از نتايج تجربي و تجربه اپراتور يك كنترلر چند متغيره طراحي مي.كند.
هر متغير پردازنده به تنهايي توسط يك كنترلر PID ثابت نگه داشته شده است به طوري كه مقدارگيري آنها از منطق فازي سرچشمه مي.گيرد و اين طرز قرار.گيري در اغلب سيستمها مانند تعيين درجه حرارت كوره.ها و يا ميزان درصد اكسيژن در حوضچه.هاي فاضلاب يكسان است در سيستم.هاي ديگر اين امكان وجود دارد كه يك راه حل گردشي كامل بر مبناي منطق فازي توسعه داد.
به همين دليل است كه ارتقا بر اساس سيستم.هاي مرسوم مانند ladder logic يا instruction list و كنترل PID به همراه منطق فازي بسيار دلپذير است.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 1720]