Научная статья на тему 'РОЗРОБКА НЕЧіТКИХ АЛГОРИТМіВ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ПРОДУКТОВИМ ВіДДіЛЕННЯМ ЦУКРОВОГО ЗАВОДУ'

РОЗРОБКА НЕЧіТКИХ АЛГОРИТМіВ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ПРОДУКТОВИМ ВіДДіЛЕННЯМ ЦУКРОВОГО ЗАВОДУ Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
45
98
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ / НЕЧЕТКАЯ ЛОГИКА / ЛОГИКО-ЛИНГВИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / ЛИНГВИСТИЧЕСКИЕ ПЕРЕМЕННЫ / SITUATIONAL CONTROL / VACUUM PAN / SITUATION CALCULUS / PREDICATION GRAPH

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Сокол Р.М., Смітюх Я.В.

В статье рассмотрены вопросы автоматизации продуктового отделения сахарного завода с использованием интеллектуальных систем управления. Для описания функционирования продуктового отделения использована методология IDEF0. На ее основе определены основные контролирующие и управляющие переменные процесса уваривания утфеля в вакуумаппарате І кристаллизации. Проведена лингвистическая аппроксимация функций принадлежности определенных переменных и определены диапазоны их изменения с учетом при этом экспертной информации, полученной в результате экспертного опроса

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Development of fuzzy algorithms for the control of the grocery department of the sugar factory

The automation problem of the grocery department of the sugar factory using intelligent control systems, the variety of which is fuzzy modeling was considered in the paper. In contrast to the classical control methods, fuzzy modeling is the most useful when in the technical system description there is uncertainty that complicates or eliminates the use of precise quantitative methods and approaches.To analyze the functioning of the grocery department as a complex dynamic control system, IDEF0 methodology was applied. Using the developed system of commands, the situational control algorithm for the batch vacuum pan was built, shortcomings and future research directions were discussed. The results allow to conclude about the prospects of further works on introducing the situational control for developing hierarchical multi-level control systems for manufacturing facilities, take into account such important factor as operator intervention in the production process.

Текст научной работы на тему «РОЗРОБКА НЕЧіТКИХ АЛГОРИТМіВ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ПРОДУКТОВИМ ВіДДіЛЕННЯМ ЦУКРОВОГО ЗАВОДУ»

-□ □-

У статтi розглянуто питання автоматизаци продуктового вiддiлення цукрового заводу з використан-ням ттелектуальних систем управлшня. Для опису функщонування продуктового вiддiлення використа-но методологю ЮЕР0. На и основi визначено основ-т контролюючi та управляючi змтш процесу ува-рювання утфелю у вакуум-апаратi I кристалiзацii. Проведена лтгв^тична апроксимащя функцш належ-ностi визначених змтних та визначеш дiапазони iх змти з урахуванням при цьому експертноi Ыформаци, отриманоi в результатi експертного опитування

Ключовi слова: ттелектуальш системи прийнят-тя ршень, нечтка логжа, логжо-лтгв^тична модель,

лтгв^тичш змтш

□-□

В статье рассмотрены вопросы автоматизации продуктового отделения сахарного завода с использованием интеллектуальных систем управления. Для описания функционирования продуктового отделения использована методология ШЕГ0. На ее основе определены основные контролирующие и управляющие переменные процесса уваривания утфеля в вакуум-аппарате I кристаллизации. Проведена лингвистическая аппроксимация функций принадлежности определенных переменных и определены диапазоны их изменения с учетом при этом экспертной информации, полученной в результате экспертного опроса

Ключевые слова: интеллектуальные системы принятия решений, нечеткая логика, логико-лингвистическая модель, лингвистические переменны -□ □-

УДК 681.513:5.664.12

|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.43789|

РОЗРОБКА НЕЧ1ТКИХ АЛГОРИТМ1В ДЛЯ КЕРУВАННЯ ПРОДУКТОВИМ В1ДД1ЛЕННЯМ ЦУКРОВОГО ЗАВОДУ

Р. М. Сокол

Астрант* E-mail: sokolrm@ukr.net Я . В. С м i т ю х

Кандидат техычних наук, доцент* E-mail: Smityuh@yandex.ru *Кафедра автоматизаци процеав управлшня Нацюнальний уыверситет харчових технолопй вул. Володимирська, 68, м. КиТв, УкраТна, 01601

1. Вступ

У всьому свт дослщженням систем та техноло-гш штелектуального управлшня придшяеться значна увага. Аналiз публжацш показуе, що проведет нау-ково-дослщт програми, комплекст проекти i окремi роботи по iнтелектуальному управлшню можна згру-пувати за певними критерiями [1]:

- iнтелектуальне управлшня промисловими об'ек-тами i виробничими системами;

- створення систем штелектуального управлшня динамiчними об'ектами рiзного призначення i тран-спортними засобами;

- розробка засобiв i методiв управлiння штелек-туальними роботами спещального, промислового, ме-дичного, побутового i iнших застосувань;

- розробка i створення спецiалiзованих апаратних засобiв для систем iнтелектуального управлшня.

Защкавлешсть до iнтелектуальних систем управлшня (1СУ) пояснюеться низкою тдстав:

Перша з них полягае в тому, що традицшш технологи вже не можуть забезпечити тдвищення якостi управлiння, оскiльки не враховують усiх невизна-ченостей, що впливають на систему. Вдосконален-ня вщомих алгоритмiв адаптивного управлiння не завжди дае бажаний результат. Це пояснюеться як складшстю самих алгоритмiв, так i труднощами 'х реалiзацii на цифровш технiцi з урахуванням умов

забезпечення стшкост дискретноi системи управлшня.

Другою тдставою, яка сприяе штенсифжацп до-слiджень в обласп iнтелектуальних технологiй управ-лiння, е наявшсть фундаментальноi теоретичноi бази, якими е роботи Д. О. Поспелова, Л. Заде та шших вчених [1, 2].

Третя тдстава пов'язана з дощльшстю та необхвд-шстю використання переваг iнтелектуальних техно-логш управлiння. При цьому можна i треба говорити про реальнiсть застосування iснуючоi елементноi бази для створення певних клаив 1СУ, вiдносна простота яких пов'язана з обробкою обмеженого набору знань в конкретнш предметнiй областi. При цьому природно виникае i вимагае спещального дослщження цiлий комплекс питань: про склад i оптимальнi обсяги знань, про вибiр форми '¿х представлення i способи форму-вання тощо. Проблема створення ново' елементноi бази, наприклад, нейромережних структур, нечггких контролерiв i т. д., спецiально орiентованих на тд-тримку iнтелектуальних технологш обробки шфор-мацii i управлшня, залишаеться украй актуальним i самостшним напрямом дослiджень.

I, ймовiрно, остання, четверта причина пов'язана з тим, що подальший розвиток штелектуальних технологш управлшня як на виконавчому рiвнi (штелекту-альний привод), так i на рiвнi вироблення адекватних дш i поведiнки дозволяе забезпечити створення прин-

ципово нового поколшня машин, що мають висок1 техтчт характеристики 1 функцюнальш можливость

Враховуючи напрямки розвитку 1СУ можна видь лити чотири основш штелектуальш технологи управлшня:

- технолопя експертних систем, ор1ентована на об-робку знань з явною формою представлення у вигляд1 продукцшних правил, семантичних мереж, предика-т1в 1 фреймових структур;

- технолопя нечико! лопки, ор1ентована на об-робку лог1ко-лшгв1стичних моделей представлення знань за допомогою продукцшних правил 1 розмитих множин;

- технолопя нейромережних структур з неявною формою представлення знань, прихованих в архиек-тур1 мереж1, параметрах нейрошв 1 зв'язюв;

- технолопя асощативно! пам'ят1, ор1ентована на обробку знань з неявною формою представлення у ви-гляд1 гшерповерхш в багатовим1рному простор! ознак.

2. Аналiз лiтературних даних та постановка проблеми

Процес уварювання та кристал1зацп, який проводиться у продуктовому в1дд1ленш цукрового заводу, - завершальний етап виробництва цукру. Метою про-цесу - е вид1лення сахарози, яка розчинена в сирот у вигляд1 кристал1в для отримання готового продукту належно! якость

До тепер1шнього часу наст1льки вщповщальний процес уварювання утфелю часто проводиться на р1вш частково! автоматизацп об'екту управлшня [3]. Результат роботи в1дд1лення щлком залежить в1д досввду апаратника: шту!тивно визначаеться момент заведен-ня кристал1в, проводиться тдкачка сиропу тощо. Ла-боратор1я лише по закшченню уварювання може точно визначити яюсть утфелю. Такий стан автоматизацп свщчить про складшсть тих технолопчних процеав (масообмшу, теплообмшу, г1дродинам1чних процес1в), як1 проходять тд час уварювання та багатопараме-тричшсть процесу управлшня.

Використання класичних метод1в для управлшня складним динам1чним об'ектом, яким е продуктове в1дд1лення цукрового заводу, штотно обмежуеться труднощами формування единого критер1ю, що охо-плюе р1зш, а в деяких випадках 1 суперечлив1 вимоги. Так, наприклад, при вир1шенш практичних завдань часто необхвдно оптим1зувати швидкод1ю уварювання утфелю 1 мш1м1зувати енергетичш витрати або одночасно забезпечити максимальну продуктившсть роботи.

Ще одна з найважливших проблема управлшня складними динам1чними об'ектами пов'язана з форма-л1защею невизначеностей, численш джерела яких мають р1зну природу [4]. В першу чергу до них слщ ввдне-сти погр1шност1 обчислень 1 вим1р1в, що призводить до можливост встановлення параметр1в поточного стану об'екту 1 його зовшшнього середовища т1льки з дея-кою достов1ршстю. З шшого боку, умови автономного функцюнування щлого ряду тдсистем спещального призначення характеризуеться апрюрною неповною задашстю (непошформовашстю) робочо! обстановки, непередбачувашстю !! змш, випадков1стю зовшшшх збурюючих дш 1 неч1тюстю формульованих щлей.

В останш роки нечике моделювання е одним з най-б1льш активних та перспективних напрямюв приклад-них дослвджень в област управлшня та прийняття ршень. Неч1тке моделювання виявляеться найб1льш корисним, коли в опис техшчних систем присутня невизначешсть, яка ускладнюе або виключае використання точних к1льк1сних метод1в та тдход1в [4-6].

В област управлшня технолопчними процесами нечике моделювання дозволяе отримувати адекватш-ш1 результати в пор1внянш з результатами, як1 Грун-туються на використанш традицшних анал1тичних моделей 1 алгоритм1в управлшня [7-10].

Нечика лопка, яка служить основою для реал1зацп метод1в нечикого управлшня, природшше описуе характер людського мислення 1 хщ його м1ркувань, чим традицшш формально-лопчш системи.

Очевидно, що використання природно! мови з ус1м набором наявних в шм засоб1в для виражен-ня людських способ1в мислення 1 ухвалення ршень за допомогою яюсних представлень, понять 1 оцшок на зразок «мало», «багато», «досить далеко», «дуже близько» 1 т. д. дозволяе усеб1чно 1 компактно описати загальну смислову постановку завдань управлшня. Лопко-лшгв1стичш модел1, отримаш в результат! ш-терпретацп цих опис1в в термшах теорп нечиких множин, можуть служити конструктивною основою для розробки алгоритм1в 1 систем штелектуального управлшня складними динам1чними об'ектами, як1 д1ють в умовах неповно! шформацп.

Проблеми, як1 пов'язаш з автоматизащею продуктового в1дд1лення цукрових завод1в, поява нових ал-горитм1в управл1ння та прийняття р1шень на основ1 1нтелектуальних систем, обумовлюють необхвдшсть проведення досл1джень в напрямку використання не-ч1ткого моделювання в управлшш технолог1чними процесами.

3. Мета та задачi дослiдження

Проведен1 досл1дження ставили за мету розробку нечико! системи лопчного виводу для технолог1ч-но! схеми уварювання та центрифугування утфелю I кристал1зацп продуктового в1дд1лення цукрового заводу.

Для досягнення поставлено! мети виршувалися наступн1 задача

- провести декомпозиц1ю продуктового в1дд1лен-ня, як складно! технолог1чно! системи;

- визначити основш вхвдш 1 вихщш зм1нн1 для по-будови функцш належност1;

- визначити неч1тк1 правила повед1нки системи;

- отримати поверхню вщгуку об'екту досл1дження.

4. Матер1али та методи досл1джень використання нечкко! логiки для управлiння технолопчними процесами

4. 1. Опис технолопчно! схеми продуктового вщ-дiлення

Вид1лення сахарози на б1льшост1 цукрових завод1в Укра!ни проходить в три ступень Перевагою використання трьохкристал1зацшно! схеми е максимально

можливе виснаження м1жкристального розчину та mi-тм1защя втрат сахарози в мелясь На першому ступеш, коли вм1ст кристал1в в утфел1 досягае приблизно по-ловини по мас1, а утфель стае в'язким та малорухомим, кристали цукру в1дд1ляються в пол1 дп ввдцентрово! сили, а м1жкристальний розчин знову згущують та по-дають на другий. На третьому ступеш тд час кристаль зацп тдтримують необхщний коефщент пересичення: спочатку шляхом випарювання у вакуум-апарат1, а поим шляхом охолодження в м1шалках-кристал1заторах. Шсля в1дд1лення кристал1в сахарози ввд м1жкристаль-ного розчину, який м1стить майже вс1 нецукри, що на-дшшли в продуктове в1дд1лення з сиропом, з нього не можливо отримати кристал1чну сахарозу. Тому вщтж, отриманий в результат! центрифугування утфелю III кристал1зацп - мелясу, виводять як вщходи вироб-ництва. З мелясою видаляють до 15 % сахарози, яка мктиться в цукрових буряках, що надшшли на пере-робку. Кристал1защю сахарози проводять при низьких температурах китння цукрових розчишв (не б1льше 80 оС). Для цього у вакуум-апаратах, де проходить про-цес уварювання, утворюють глибоке розрвдження. Тим самим забезпечуеться мш1мальний розклад сахарози та слабке нарощування кольоровост [11, 12].

Процес уварювання утфелю I кристал1зацп мае дуже важливе значення, так як в результат! отри-мують готовий товарний продукт - б1лий цукор-т-сок. Тому тд час проведення процес1в уварювання та центрифугування утфелю I кристал1зацп необхщно контролювати та тдтримувати оптимальш параметри тд час кожно1 технолопчно! операцп для отримання готового продукту найвищо! якост та в максимальнш юлькость

На рис. 1 представлено принципову технолопч-ну схему уварювання та центрифугування утфелю I кристал1зацп.

Вторшгаа пара

О ~ .- ВА

о Пара

о *-

В стишльнев1дд1лення

Рис. 1. Спрощена принципова технолопчна схема уварювання та центрифугування утфелю I крист^заци

За приведеною схемою утфель I кристалiзацii ува-рюють i3 сиропу з клеровкою жовтих цукрiв. Вмшт сухих речовин сиропу складае 65-67 %, чистота 89-92 %. Утфель уварюють у вакуум-апаратах (ВА) при темпе-ратурi 73-75 оС та при розрiдженнi 0,085-0,09 МПа протягом @180 хв. Зварений утфель з СР 92-92,5 % спускають в приймальну утфелемшалку (УМ), де його зрошують водою для зниження коефвдента пересичення вщ 1,25-1,3 до 1,1-1,2 з метою запоб^ан-ня утворенню «муки». Далi утфель подаеться в ут-фелерозпод^ювач (УР), а з нього направляеться на центрифуги перiодичноi дii (ЦПД) для розд^ення кристалiчноi фази (кристалiв цукру) вiд рiдкоi фази ^жкристального розчину). При центрифугуваннi от-римують вологий бiлий цукор-пiсок з вмштом вологи 0,8-1 %, та кольоровштю не бiльше 104 од. ICUMSA, який вивантажуеться на вiброконвеер (В) та елевато-ром пiдiймаеться в сушильне ввдд^ення, а також два ввдтоки, якi перекачуються у збiрники (З). Перший вiдтiк - мiжкристальний розчин утфелю I кристаль зацп, та другий вiдтiк, який отриманий в результат промивання цукру водою в центрифугах для змивання плiвки мiжкристального розчину.

4. 2. Визначення основних контролюючих та управляючих змiнних

Для детального опису продуктового вщд^ення необхiдно провести аналiз об'екта автоматизацii, ви-дшити пiдсистеми, визначити основнi технологiчнi режими, контролюючi та управляючi змiннi для кож-ноi пiдсистеми. З щею метою використано методоло-гiю IDEF0 (Integrated Computer Aided Manufacturing Definition for Function Modeling) [13]. Основна мета мо-делювання - описати функцюнування продуктового ввдд^ення цукрового заводу.

Зпдно опису технологiчного процесу продуктового ввдд^ення основною функцiею е отримання готового продукту - цукру-тску. Таким чином, визначено еди-ний загальний процес контекстно дiаграми «Уварювання та кристалiзацiя» (рис. 2). Вхщними значення-ми е сироп, а вихвдними значеннями готовий продукт, ввдходи виробництва - меляса, а також клеровка жовтих цукрiв, яку перекачують в сокоочисне ввдд^ення. Керуванням е технолопчш режими процесу уварювання та центрифугування та ДСТУ, як визначають яюсть готового продукту. Мехатзмом е працiвники продуктового вщд^ення i лабораторii, а також автома-тизована система управлiння (АСУ).

Для побудови структури управлшня технологiч-ного процесу уварювання та центрифугування вико-ристовуеться метод декомпозицп, що дозволяе розгля-дати даний процес як сукупшсть пiдсистем. Оскiльки в статтi розглядаеться процес уварюванш та центри-фугуванш утфелю I кристалiзацii, пiд час якого отри-муеться готовий продукт, в процеа декомпозицii була отримана IDEF0-дiаграма I кристалiзацii, представлена на рис. 3.

Вакуум-апарат е основною технолопчною оди-ницею процесу уварювання та центрифугування I кристалiзацii, що характеризуеться складними ма-сообмшними, теплообмiнними та гiдродинамiчними процесами. Робота вакуум-апарату I кристалiзацii, а ввдповвдно i САУ вакуум-апаратом, визначають в щло-му якiсть готового продукту.

ДСТУ 4623:2 007. ДСТУ 3696-98

Техн олопчний режим

Сироп (CP 65-67%, Ч 89-92%: Е 15-25 ум.од.)

центрифутування (трьохкрисггашзацшна

1

АСУ

Цухор-тсох ЕОЛОГИЙ

Меляса (CP 75-82%)

Клеровкажовтого дукру II

христалхзаци

Клеровка жовтогоцукру III

Основними контролюючими змiнними, якi визначають техно-лопчт режими роботи вакуум -апарату I кристалiзащi е: BMicT сухих речовин, чистота та кольо-ровкть сиропу на входу перед вакуум-апаратом. В залежност вiд вхiдних показниюв якостi пiдготовленого сиропу визначе-н оптимальнi параметри управ-лiння вакуум-апаратом.

криста-изаш!

Технолог АСУ Апара.тних

Р ис. 2. Контекстна д1аграма уварювання та центрифугування

Аппаратник Технолог АСУ

Рис. 3. Декомпозицт процесу уварювання та центрифугуванн утфелю I

кристал1зацп

На основi декомпозицii процесу уварювання утфелю I кристалiзацii визначен основнi контролюючi та управляючi змiннi вакуум-апарату I кристалiзацii, як наведенi в табл. 1.

Таблиця 1

Основы контролююч1 та управляюч1 змшж вакуум-апарату I кристалЬаци

№ з/п Параметри Позначення параметр1в Оптимальна величина

1 Вмют сухих речовин у сирот, % СР 65-67

2 Чистота сиропу, % Ч 89-92

3 Кольоровють сиропу, ум. од. Е 15-25

4 Температура, оС Т 72-75

5 Розрщження у вакуум-а-парат1, МПа Р 0,02-0,015

6 Тривашсть процесу уварювання, хв. J 180

4. 3. Побудова лопко-лш™-стичних моделей представлення знань

Множина факторiв, як впли-вають на режими роботи вакуум-апарату I кристалiзацii (в якоси факторiв впливу на процеси вид^имо нечiткi вели-чини), представляемо у виглядi лiнгвiстичних змiнних (табл. 2).

Фактори, яю впливають на виконання простих щлей управ-лiння вакуум-апаратом, визна-чають режими роботи та мож-лившть оптимiзацii процесiв уварювання утфелю I криста-лiзацii. Визначальними факторами впливу на стаб^ьтсть роботи вакуум-апарату е забез-печення управлiння оптималь-них режимiв його роботи.

Реалiзацiя нечеткого моде-лювання здiйснюеться за допо-могою iнструментального сере-довища Matlab та його додатку Fuzzy Logic [6, 14-15].

Програмно сценарш представлено за допомогою нечiтких продукцшних правил. Загалом система нечiткого виводу для управлшня вакуум-апаратом охоплюе 3 вхщш та 3 вихiднi змшт (рис. 4).

Для реалiзацii алгоритмiв управлiння роботою вакуум-апарату необхiдним е формалiзацiя змш-них, якi характеризують процес уварювання. Для цього здшснюеться вирiшення задачi лiнгвiстичноi апроксимацii.

Як приклад, розглядаеться апроксимащя функ-цш належностi вмiсту сухих речовин сиропу. Побудова функцш належностi вмшту сухих речовин сиропу оцiнюеться п'ятьма термами з чико визначе-ним робочим дiапазоном, даний фактор визначений на ушверсальнш множинi Ф1 в дiапазонi вiд 58,0 до 74,0 %.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Для лiнгвiстичноi апроксимацii сухих речовин в сирот використовуеться аналгтичний пiдхiд. При цьо-му дiапазон змiни сухих речовин в сирот розбитий на пiддiапазони, враховуючи при цьому експертну шфор-мацiю, отриману в результат експертного опитування. На рис. 5 наведений приклад лшгвктичшл апроксима-цii змiнноi - «сухi речовини».

Рис. 4. Структура пщсистеми аналiзу та управлшня вакуум-апаратом

Послiдовнiсть управляючих дш визначаеться на множинi вхiдних та вихiдних змiнних представлених як нечик величини.

Вибiр необхiдного сценарiю, як блоку нечико1 моделi сценарiiв, здшснюеться модулем вибору сце-нарiiв управлшня iз бази знань в результат аналiзу та розпiзнавання ситуацiй i прогнозу розвитку об'ек-та. На програмному рiвнi кожний блок являе собою окрему автономну тдсистему загальноi системи бази знань, представлених за допомогою продукцiйних правил типу И ... then (Якщо ....

База знань складаеться з максимально можли-воi кiлькостi правил (120 правил). Приклад запису продукцшних правил, яю мiстить база знань вибору оптимального режиму роботи вакуум-апарату, мае наступний запис:

Правило 1. И (СР is низ) and (Ч is низ) and (Е is низ)

then (t is вис)(р is вис)(J is вис). (1)

Рис. 5. Лшгвктична апроксимацiя вмюту сухих речовин в сиропi

В результат побудови бази знань отримано поверхш нечеткого виводу. Приклади отриманих поверхонь ввд-гуку (з дев'яти можливих) представлеш на рис. 6, а, б.

Приведет на рис. 6 поверхш нечикого виводу представляють собою залежност мiж значеннями ос-новних вхiдних та вихiдних лшгвштичних змiнних (табл. 2). За iх допомогою можна перевiрити настройку алгоритму виводу, а також адекватшсть при реалiзацii

управлiння вакуум-апаратом за допомогою нечи-кого логiчного регулятора.

Таблиця 2

Позначення основних факторiв роботи тд час процесу уварювання утфелю I крист^заци

Фактори впливу на протшання процеав уварювання у вакуум-апарат I кристашзацй

Позначення Змют

Ф1 Ф1.1 вмют сухих речовин у сирот низький

Ф1.2 вмют сухих речовин у сирот нижче норми

Ф1.3 вмют сухих речовин у сирот в норм1

Ф1.4 вмют сухих речовин у сирот вище норми

Ф1.5 вмют сухих речовин у сирот високий

Ф2 Ф2.1 чистота сиропу низька

Ф2.2 чистота сиропу нижче норми

Ф2.3 чистота сиропу в норм1

Ф2.4 чистота сиропу вище норми

Ф2.5 чистота сиропу висока

Ф3 Ф3.1 кольоровють сиропу низька

Ф3.2 кольоровють сиропу нижче норми

Ф3.3 кольоровють сиропу в норм1

Ф3.4 кольоровють сиропу вище норми

Ф3.5 кольоровють сиропу висока

Ф4 Ф4.1 температура низька

Ф4.2 температура нижче норми

Ф4.3 температура в норм1

Ф4.4 температура вище норми

Ф4.5 температура висока

Ф5 Ф5.1 розрщження у вакуум-апарат низьке

Ф5.2 розрщження у вакуум-апарат нижче норми

Ф5.3 розрщження у вакуум-апарат в норм1

Ф5.4 розрщження у вакуум-апарат вище норми

Ф5.5 розрщження у вакуум-апарат високе

Ф6 Ф6.1 тривалють процесу уварювання низька

Ф6.2 тривалють процесу уварювання норми

Ф6.3 тривалють процесу уварювання в норм1

Ф6.4 тривалють процесу уварювання вище норми

Ф6.5 тривалють процесу уварювання висока

Рис. 6. Поверхш неч^кого виводу: а — залежнють регулювання температури у вакуум-апаратi вщ вмiсту

сухих речовин i чистоти сиропу; б — залежжсть регулювання розрщження у вакуум-апаратi вiд вмюту сухих речовин i чистоти сиропу

6. Висновки

В процеа дослщження було встановлено, що про-дуктове вщд^ення цукрового заводу е складним ди-намiчним об'ектом, який супроводжуеться багатопа-раметричними процесами управлiння. Для детального опису продуктового вщдшення було використано ме-тодологiю IDEF0, яка дозволила провести декомпо-зицiю складного технолопчного процесу та отримати детальну шформащю про зв'язки мiж пiдсистемами.

Проведена декомпозищя системи дозволила визна-чити основш групи контролюючих вхiдних та ре-гулюючих вихiдних змiнних процесу уварювання та кристалiзацii утфелю I продукту.

Проведена лшгвштична апроксимацiя функцш на-лежностi визначених змiнних та визначеш дiапазони '¿х змiни з урахуванням при цьому експертно' шфор-мацп, отримано' в результатi експертного опитування.

На основi отриманих функцш належност побудована база знань, яка представляе собою нечику модель сценарпв.

На основi бази знань отримано поверхш нечiткого ви-воду, як дозволяють оцiнити настройку алгоритму ви-воду, а також адекватнiсть управлшня вакуум-апаратом.

Проведенi дослiдження та '¿х результати показали, що використання методiв нечiткого аналiзу в дослвд-женш та розробцi систем автоматизацп, доводять свою ефектившсть у формуваннi алгоритмiв штелектуаль-ного управлiння.

Iнтеграцiя штелектуальних систем управлiння технологiчними процесами дозволяе визначати опти-мальнi технологiчнi режими роботи вакуум-апарату I кристалiзацii вже на початковому етат уварювання утфелю, враховуючи яюст показники сиропу на входi та сформувати ефективнi алгоритми управлшня з метою отримання цукру високо' якость

Лiтература

1. Интеллектуальные системы автоматического управления [Текст] / под ред. И. М. Макарова, В. М. Лохина. - М.: ФИЗМАТ-ЛИТ, 2001. - 576 с.

2. Поспелов, Д. А. Искусственный интеллект: справоч. в 3 кн. Кн. 2. Модели и методы [Текст] / Д. А. Поспелов. - М.: Радио и связь, 1990. - 304 с.

3. Сокол, Р. М. Автоматизащя управлшня продуктовим вщдшенням на основ! штелектуальних систем [Текст] / Р. М. Сокол, Я. В. См^юх // Вюник НТУ „ХШ". - 2015. - № 11. - С. 83-87.

4. Городецкий, А. Е. Управление в условиях неопределенности [Текст] / А. Е. Городецкий. - СПб.: СПбГТУ, 2002. - 398 с.

5. Белоглазов, Д. А. Необходимость построения систем управления на основе методов искусственного интеллекта [Текст] / Д. А. Белоглазов, И. С. Коберси // Известия Южного федерального университета. - 2009. - № 5. - С. 186-191.

6. Мишта, П. В. Нечеткая логика - современный путь развития теории управления [Текст] / П. В. Мишта, П. Г. Бызов, Е. В. Васильева // Известия ВолгГТУ. - 2010. - № 3. - С. 139-142.

7. Макаров, И. М. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы управления [Текст] / И. М. Макаров, В. М. Лохин, С. В. Манько, М. П. Романов. - Отделение информ. технологий и вычислит. систем РАН. - М.: Наука, 2006. - 333 с.

8. Соловьев, В. А. Искусственный интеллект в задачах управления. Интеллектуальные системы управления технологическими процессами : учеб. пособие [Текст] / В. А. Соловьев, С. П. Черный. - Владивосток: Дальнаука, 2010. - 267 с.

9. Гостев, В. И. Нечеткие регуляторы в системах автоматического управления [Текст] / В. И. Гостев. - К.: Радюаматор, 2008. - 972 с.

10. Карпенко, Д. С. Застосування неч^ко!' лопки в керуванш процесом бродшня пива [Текст] / Д. С. Карпенко, Л. Д. Ярощук // Вкник НТУУ «КП1». - 2011. - № 2. - С. 115-118.

11. Сапронов, А. Р. Технология сахарного производства [Текст] / А. Р. Сапронов. - М.: Колос, 1999. - 495 с.

12. Ярчук, М. Правила ведення технолопчного процесу виробництва цукру з цукрових бурягав. Правила усталено'1 практики 15.83-37-106:2007 [Текст] / М. Ярчук, М. Кашшченко, В. Чупахша, Л. Галацан та ¡н. - К.: Цукор Украши, 2008. - 420 с.

13. Ананьев, И. В. Область эффективного применения нотации IDEF0 для задач описания бизнес-процесов [Текст] / И. В. Ананьев, Е. Г. Серова // Вестник СПбГУ. - 2008. - № 2. - С. 161-172.

14. King, R. Computational intelligence^ control engineering [Text] / R. King. - Presented at Marcel Dekker, The United States of America, 1999. - 304 с.

15. Zhang, H. Fuzzy Modeling and Fuzzy Control [Text] / H. Zhang, D. Liu. - Presented at Birkhauser, Boston, 2006. - 416 с. doi: 10.1007/978-0-8176-4539-7

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.