كاربرد منطق فازي در اتوماسيون صنعتي(قسمت دوم)

• همراه كردن منطق فازي و PLC
در سال 1990 وقتي هر چه بيشتر پتانسيل منطق فازي در رابطه با اتوماسيون صنعتي ثابت شد با همكاري شركت آلماني مولر و شركت آلماني / آمريكايي Inform يك كنترلر Fuzzy PLC بر اساس مشاهدات انجام شده در رابطه با تكنيك‌هاي قديمي اتوماسيون صنعتي ساخته شد.
* سخت افزار Fuzzy PLC
براي آنكه اين دستگاه از نظر اقتصادي مقرون به صرفه باشد از دو چيپ ارتقاء يافته استفاده شده، يك ASLC آنالوگ با استاندارد صنعتي 12 بيتي مسئوليت تبديل نتايج آنالوگ به ديجيتال و بلعكس را به عهده دارد. مدلهاي ويژه امكان گسترش الحاقات براي برنامه‌هاي بزرگتر تا 100 سيگنال را دارا مي‌باشد. يك اتصال ارتقاء يافته باس بر اساس RS485 قابليت توسعة بر مبناي شبكه را ممكن مي‌سازد. پردازش منطق فازي و روش‌هاي مرسوم قديمي توسط يك ميكرو كنترلر RISC 16/32 بيتي پياده سازي شده است سيستم عامل اين دستگاه كه توسط شركت مولر طراحي شده است يك سيستم عامل تجاري پا هسته به هنگام (real time ) و چند پردازشي (multi tasking) است مفسر فازي كه توسط inform نوشته شده است به شكل بسيار مناسبي در سيستم عامل جا سازي شده است بنابراين امكان پردازش ‌هاي كمتر از 4 ميلي ثانيه را امكان پذير كرده است.
RAM داخلي 256 در صورت نياز قابل افزايش توسط تكنولوژيFLASH مي‌باشد. Fuzzy Plc رمز توانايي حل مسائل كاملاً پيچيده و سريع اتوماسيون صنعتي را در زمان و حجم كم و قيمت پايين فراهم مي‌كند.


* نرم افزار Fuzzy PLC
Fuzzy PLC توسط يك نسخه ارتقاء يافته از نرم افزار منطق فازي نوشته شده توسط InForm نوشته شده است و به صورت كاملاً گرافيكي ، به موقع (real time) و محيط بهينه شده است. براي داشتن بهترين كارايي در اين سيستم نرم افزاري امكان توسعه راه كارهاي منطق فازي و روش‌هاي ديگر صنعتي به امور يكجا و در يك برنامه فراهم است.

نرم‌افزار منطق فازي تمام برنامه‌ها و توابع، متغير‌هاي زباني، جداول قيود و ساختار‌هاي سيستم را در بر دارد. اين نرم‌افزار بر روي PC سوار مي شود و توسط يك لينك سريال (RS232) يا يك باس (RS485) به دستگاه متصل مي‌شود. به دليل آنكه سيستم ايرادگيري روي خط (Online debuging) مجهز است در سيستم ايرادگيري روي خط تمام دستورات بدون آنكه باعث توقف دستگاه شود به طور همزمان ترجمه مي‌شود.
در اينجا به چند برنامة بهينه سازي شده توسط منطق فازي استفاده مي‌كنيم:

1- كنترل ضد تاب خوردن جرثقيل.
2- كنترل آتش در مراكز سوزاندن زباله‌ها.
3- كنترل واحدهاي تصفيه آب آلوده
4- موقعيت يابي در پرسها
5- تنظيم دما در ماشنهاي ذوب پلاستيك
6- كنترل هوا و اتوماسيون ساختمان
7- كنترل دستگاه ‌هاي مبدل باد به انرژي
• كنترل عدم لغزش در چرثقيل‌ها:
در جرثقيل‌ها هدف اصلي قرار دادن بار در بالاي نقطة هدف مي‌باشد. وقتي بار به وسيله كابلهاي قابل ارتجاع به جرثقيل متصل مي شود ممكن است در حين حركت اين بار يك سري لغزش در محدودة خاصي ايجاد شود كه بايد اين لغزش به نزديك صفر ميل كند تا بتواند با خيال راحت و اطمينان بار را پايين آورد. با توجه به آنچه گفته شد كنترلر احتياج به دو متغير دارد، يكي موقعيت (position) و يكي لغزش يا تاب خوردن (Sway). پس بنابراين از كنترلر PID نمي‌توان استفاده كرد زيرا محدود به يك متغير است. روشهاي كنترل مرسوم جواب ما را نمي‌دهد زيرا هر يك از آنها مانند model base و يا state variable نياز به مهندسي و احتياجات سخت افزاري زيادي هستند. اين روش‌ها هزينه پروژه را به سمتي هدايت مي‌كنند كه از نظر اقتصادي سيستم عدم تابيدگي را غير ممكن مي‌سازد.


عليرغم مشكلات موجود در كنترل اتوماتيك ، جرثقيل‌ها در اغلب موارد به خوبي توسط كاربران انساني هدايت مي‌شود، از آنجا كه Fuzzy Logic بر مبناي همين تجربه انساني پياده‌‌سازي شده است براي اين منظور در حدود يك دهه است كه به كار مي رود. انواع اين جرثقيل‌ها شامل چرثقيل‌هاي بندر، حمل فلزات و محيط‌هاي كارخانه‌اي مي‌شود. اخيراً در كشور آلمان يك جرثقيل توسط يك Fuzzy PLC بهينه سازي شد. نتيجه‌اي كه حاصل شد حدود %20 انتقال سريع‌تر و بالا رفتن اعتماد و امنيت سيستم بوده .اشتباهاتي كه بوجود مي‌آمد ناشي از آن بود كه كاربران چرثقيل به صورت موازي آن در حين عمليات جابجايي راه مي‌رفتند ( به همراه كنترل از راه دور). قبلاً آنها براي اطمينان از زاويه بار از نگاه كردن بارها از روي زمين استفاده مي‌كردند. اين موضوع از آنجايي نشات مي‌گيرد كه براي يك اتوماسيون موفق علاوه بر عوامل تكنولوژيكي عوامل روان شناختي هم مهم است. اين بهينه سازي در بهار 1995 شروع شد و كنترلر ضد تابيدگي توسط اپراتور جرثقيل به طور متوالي فعال سازي مي‌شود كه نشان دهنده پذيرش اين موضوع از طريق اپراتور بود.
• كنترل احتراق محيط‌هاي سوازندن مواد زباله
تنظيم يك دماي احتراق ثابت در واحدهاي سوزاندن مواد زباله‌اي جهت حداقل سازي توليد گازهاي مضر مانند ديوكسن و فيوران و همچنين جلوگيري از سوختن و آسيب ديدن كوهره مهم است. دو مشكل عمدة اين تنظيم دما عبارتند از:
1- ميزان گرماي مواد مختلف به شدت متفاوتند.
2- جهت و شكل آتش به صورت مستقيم قابل اندازه‌گيري نمي‌باشد.
به دليل آنكه پروسه سوختن در ايجاد انرژي الكتريكي مصرف مي شود يك پروسه احتراق كامل و پايدار داراي بهره اقتصادي بالايي نيز هست.


برنامة اخير در كارخانجات سوزاندن مواد در شهر‌ هامبورگ و مانهايم در كشور آلمان، منطق فازي به خوبي پياده‌سازي شد. در مانهيم در كوره‌‌اي كه از دو Fazzy PLC براي كنترل پروسة سوختن استفاده شد ميزان فشار يك كوره 28 mg/h بود. با بكار بستن روشهاي صنعتي مرسوم و استاندارد اين فشار در عرض يكساعت به حدود 10mg/h تغيير كرد. ولي با استفاده از منطق فازي به كمتر از1mg/h رسيد. اين روش به طور كلي بهره‌وري را افزايش داده، ميزان توليد Nox و So2 مقداري و توليد Co را به نصف كاهش مي‌دهد.


منبع: سایت مهندسین فردا