CC BY
15
5. 1НФОРМАЦ1ИН1 ТЕХНОЛОГИ ГАЛУЗ1
УДК 674.8:004.942 Проф. А. С. Куцик, д-р техн. наук;
ст. викл. Р.Р. Курка - НЛТУ Украти, м. Львiв
ЕКСПЕРТНА СИСТЕМА ДЛЯ РЕАЛ1ЗАЦН НЕЧ1ТКИХ АЛГОРИТМ1В КЕРУВАННЯ ТЕХНОЛОГ1ЧНИМ ПРОЦЕСОМ ГРАНУЛЮВАННЯ
Розглянуто проблеми побудови автоматизованих систем керування гранулято-ром i3 плоскою матрицею для перероблення вiдходiв деревообробно! промисловостi. Запропоновано варiант експертно! системи i3 застосуванням неч1тких алгоритмiв для прогнозування продуктивностi процесу гранулювання та утворення бази знань, що описуе взаемозв'язок його основних складових.
Ключовг слова: гранулятор, паливш гранули, перероблення вiдходiв, нечiткi множини, експертна система.
Вступ. Утил1защя велико! кшькост бюлопчних в1дход1в деревообробно! промисловосп з метою отримання ефективних вид1в палива е актуальною проблемою [1]. Гранулювання методом пресування е одним !з перспективних напрямюв виршення ще! проблеми [2]. Однак величезна кшьюсть фактор1в впливу та вщсутшсть аналггачних залежностей, що адекватно описують про-цеси формування паливних гранул, не дають змоги застосувати стандартш тдходи та алгоритми автоматизацп для процесу гранулювання. Бшьшють ви-робництв спираються на досвщ оператор1в в налаштуванш режимних пара-метр1в i керуванш технолопчним устаткуванням.
Мета роботи - створення експертно! системи для оцшювання продуктивной грануляторiв iз плоскою матрицею пiд час переробляння вiдходiв деревини з метою використання отримано! бази знань для реалiзацi! нечггких алгоритмiв керування процесом гранулювання iз застосуванням сучасних програмованих лопчних контролерiв.
Дослiдження процесу гранулювання подрiбнено! деревини у загально-му випадку спираеться на математичну теорiю планування багатофакторного експерименту. Класичний пiдхiд передбачае можливють реестрацi! вихiдного показника за рiзних значень факторiв впливу. Результатом е регресшна за-лежнють, що мае щлу низку недолiкiв i непридатна для побудови систем керування процесом гранулювання. Такий шдхщ мае низку обмежень:
• вхiднi i вихiднi параметри мають бути виключно кiлькiсного характеру;
• значения вимдного параметра, обчислене за ршнянням регресi!, дуже чутли-ве до умов експерименту, яю важко забезпечити в реальиих умовах фуикцi-онування обладнання;
• отримання статистично зиачимих коефiцiеитiв у ршняннях регресi! потребуе великих об'емiв експеримеитальиих даиих, отримання яких спряжено з вели-чезиими об'емами сировини, якi потрiбио обробити на експеримеитальшй ус-таиовцi, що практично неможливо здшсиити через иедовговiчиiсть !! основних мехашчних вузлiв.
Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши
Складнiсть забезпечення заданого фжсованого рiвня низки факторiв впливу обмежуе 1х кiлькiсть до 3-5, що негативно впливае на достовiрнiсть отриманих результатiв. Основою для побудови моделi процесу е експертна лшгвютична iнформацiя, нагромаджена внаслiдок тривалих спостережень за роботою експериментально! установки - гранулятора iз плоскою матрицею. Цей шдхщ е розвитком методiв лшгвютично! щентифшаци [3], що дае змогу синтезувати модель процесу гранулювання. Для 11 побудови експертнi знання про структуру об'екта упорядковують за допомогою нечiтких правил ЯК-ЩО - "входи", ТО - "виходи".
Основним параметром, за яким ощнюють роботу грануляторiв, е го-динна продуктившсть, яку визначаються за отриманою кiлькiстю придатних паливних гранул. Однак 11 номiнальне значення, вказане в документаци на обладнання, далеке вщ реальних показникiв, навiть у разi використання рекомендовано! за документащею сировини. Методики оцiнювання продуктив-ност обладнання пiд час перероблення подрiбненоl деревини листяних порiд та вiдходiв харчово! промисловостi на цей час взагалi вiдсутнi. Ще бiльш проблематичним е перехщ вiд одного виду сировини до шшого, або вщ сировини з однiею сукупшстю параметрiв - до сировини з шшою.
Експертна система
Рис. 1. Експертна система для створення бази знань про процес гранулювання
Прогнозування продуктивност гранулятора пов'язане з такими труд-нощами: величезна кшьюсть факторiв впливу, як потрiбно проаналiзувати для правильного розв'язання задачi; вiдсутнiсть аналггичних залежностей мiж факторами впливу i продуктивнiстю устаткування. Складнiсть побудови таких залежностей зумовлена рiзноманiттям 1х характеристик, якi можуть бути: кшьюсними (витрата, температура), якiсними (порода, зношешсть), бшарни-ми (наявнiсть модифiкаторiв). За таких обставин розроблення автоматизова-
но! експертно! системи (рис. 1), призначено! для розв'язання неформашзова-них задач керування процесом гранулювання, е актуальним завданням. Ек-спертна система, за рахунок багатофакторного моделювання, дае змогу на етат пiдготовки виробництва до запуску прогнозувати продуктившсть об-ладнання за заданих налаштувань.
Людина-оператор за рахунок змши керуючих факторiв у реальному чаш намагаеться тдтримати максимально можливий рiвень продуктивностi. Як результат, може бути отримано вибiрку експериментальних даних у виг-лядi множини пар "вхщ-вихщ". II використовують для точного налаштування ваг нечiтких правил "якщо-то", що утворюють базу знань.
Рис. 2. Дерево логiчного виведення Табл. Фактори впливу на процес гранулювання якл'шгв'ьстичш змтш
Позначення
Фактор впливу
Утверсальна множина
Лшгмстичт терми
У1
придатшсть сирови-ни для гранулювання
1-9 у.о
нижче середнього
середня
вище середнього
Н
нС
вС
Н
У2
волопсть сировини
6-20 %
нижче середнього
нС
середня
вище середнього
вС
У3
подр1бнення (фракщя) сировини
Н
0.5-3.0 мм
середне
Н
У4
вмют пилу
0-3 %
допустимий
_Д
високий
У5
сторонш включення
0-3 %
вщсутт
допустим!
небажат
Д
Н
подача води в гранулятор
0-50 л/год
вщсутня
нижча середнього
нС
середня
С
В
С
В
С
В
В
В
С
Нацюнальний лкотехшчний унiверситет УкраУни
вища сеpедньсгс вС
висока В
Z2 вщстань м1ж матpицею i pоликами 0-1 мм мала М
ноpмальна Н
велика В
Z3 темпеpатуpа матpицi 20-120 ^ад. низька Н
сеpедня С
висока В
Z4 тиск в систем! затискання pоликiв 150-250 Баp низький Н
сеpеднiй С
високий В
Z5 наявшсть модифiкатоpiв 0-3 % вщсутш В1
пpисутнi np
V2 дiаметp отвоpiв матpицi D 6-8 малi М
сеpеднi С
великi В
V3 вщношення довжини отвсфу до дiаметpа L/D 3.5-5 низьке Н
нижче сеpедньсгс нС
сеpедне С
вище сеpедньсгс вС
велике В
V4 кут зенкування 20-40 ^ад. низький Н
сеpеднiй С
високий В
V5 швидгасть сбеpтання пpивiднсгс вала 1.15:1; 1:1; 1:1.15 низький Н
сеpеднiй С
високий В
Xl piвень знсшенсстi матpицi 0-5 у .о низький Н
сеpеднiй С
високий В
X2 piвень зношеност pсликiв 0-5 у .о низький Н
сеpеднiй С
високий В
Для моделювання 6araT0MipH0ï залежностi "вхiд - вихщ" доцiльно ви-користовувати iepapxÎ4HÎ системи нечикого виведення [4]. В таких системах вихщ одноï бази знань подаеться на вхiд шшо^ що мае вищий piвень iepаpхiï. Застосування такого тдходу дае змогу уникнути великих pозмipностей, та виключае потpебу фазифiкацiï - дефазифiкацiï пpомiжних змшних. Це сщю-щуе побудову експеpтноï системи i pобить ïï пpозоpою.
Аналiз пpоцесу гpанулювання [1] дав змогу побудувати iеpаpхiчну систему нечикого виведення i3 кiлькiстю входiв на кожному з piвнiв, що не пеpевищуе pекомендованого piвня 5 [3]. Внаслщок того отpимано деpево ло-гiчного виведення (pис. 2). У табл. вказано фа^г^и впливу як лшгвютичш змiннi. Деpево логiчного виведення, що мае у свош веpшинi пpодуктивнiсть гpанулятоpа, мiстить такi вщгалуження, що описують: якiсть подpiбненоï си-pовини; яюсть налаштувань технологiчних паpаметpiв; яюсть апаpатного за-безпечення, яка, своею чеpгою, мiстить вiдгалуження, що описуе стан с^а-цювання основних мехашчних вузлiв - матpицi та pоликiв.
Висновки. За результатами експериментальних дослiджень процесу гранулювання подрiбнених деревинних вiдходiв листяних порщ створено ба-зовий варiант експертно! системи. Вона спираеться на дерево лопчного виве-дення, що описуе взаемодш основних компонентiв i факторiв, якi впливають на процес гранулювання. Нагромаджена база знань е необхщною передумо-вою для створення подат автоматизовано! системи керування процесом гранулювання та оптимiзацil 11 основних параметрiв.
Л1тература
1. Бобович Б.Б. Переработка отходов производства и потребления : справ. пособ. / Б.Б. Бобович, В.В. Девятин. - М. : Изд-во "Интернет инженеринг", 2000. - 496 с.
2. Облагораживание твердых материалов путем прессования на прессах с плоской матрицей. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.amandus-kahl-group.de/kahl_ grup-pe/ru/home/.
3. Ротштейн А.П. Интелектуальные технологии идентификации: нечеткая логика, генетические алгоритмы, нейронные сети / А.П. Ротштейн. - Винница : Вид-во УН1ВЕРСУМ-Вш-ниця, 199. - 320 с.
4. Штовба С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB / С.Д. Штовба. -М. : Вид-во "Горячая линия - Телеком", 2007. - 288 с.
КуцикА.С., Курка Р.Р. Экспертная система для реализации нечетких алгоритмов управления технологическим процессом гранулирования
Рассмотрены проблемы построения автоматизированных систем управления гранулятором с плоской матрицей для переработки отходов деревообрабатывающей промышленности. Предложен вариант экспертной системы с применением нечетких алгоритмов для прогнозирования производительности процесса гранулирования и создания базы знаний о взаимодействии его основных составляющих.
Ключевые слова: гранулятор, топливные гранулы, переделывания отходов, нечеткие множественные числа, экспертная система.
Kucyk A.S. Kurka R.R. Expert system for the implementation of fuzzy algorithms for granulation process control
Specific of automatic control system of fuel pellets formation technology of particulate materials is given. Created an expert system for modelling exploitation regimes of pellet press. All conclusions are grounded on fuzzy logic which is popular in the adaptive management systems nowadays.
Keywords: pellet press, fuel pellet, waste disposal, fuzzy logic, expert system.
УДК 004.056.55 Студ. П.Ю. Грицюк -НЛТУ Украти;
проф. Ю.1. Грицюк, д-р техн. наук - Львiвський ДУ БЖД
ЕЛЕКТРОНН1 ГРОШ1 - НОВЕ ДОСЯГНЕННЯ КРИПТОГРАФЫ ТА 1НФОРМАЦ1ЙНИХ ТЕХНОЛОГ1Й
Розглянуто особливост впровадження електронних грошей як оперативного, надшного та аношмного засобу платежу в Укра1ш, яга е новим досягнення криптограф» та сучасних шформацшних технологш. Встановлено, що в системi електронних грошей використовуються два клкга: шдивщуальний, призначений для тдтвер-дження вартосп купюр, i загальнодоступний - для перевiрки !х достовiрностi при проведенш платежiв. Грунтуючись на особливостях однонаправлених функцш, яга гарантують неможливють вщновлення шдивщуального ключа шдпису за загально-доступним ключем його перевiрки, в електронних грошах використовуеться схема "слшого" електронного шдпису, яка забезпечуе високий рiвень !х аношмност^
