Fuzzy logic в регуляторах фирмы Siemens.

Когда-то я обслуживал АСУ ТП, построенную на оборудовании фирмы Siemens. Изучая ПО и оборудование, наткнулся на ПО Fuzzy logic и NEUROSYSTEMS   для контроллеров S7-400 в среде PCS-7.

fuzzy_sim_1

На сайте Siemens зарегистрировавшись можно скачать  эти регуляторы.

Программное обеспечение PCS-7, включает в себя и верхний и нижний уровень  АСУ ТП. Построение схем управления исполнительными механизмами производиться CFC-схемами которые строятся из функциональных блоков. Рис.№1.

fuzzy_sim_2

Рис.№1.

Эти схемы загружаются в контроллер. К большинству блоков, таких как CTRL_PID, FuzzyControl  и др. для управления с верхнего уровня  автоматически создаются панели управления (паспорта). Рис.№3.  Более подробно по работе с  PCS-7  можно узнать из документа PCS7_GettingStarted_V6_r.pdf.

fuzzy_sim_3

Рис.№2.

Так выглядят функциональные блоки FuzzyControl. Рис.№2.

А так выглядит паспорт (панель управления) FuzzyControl  для верхнего уровня. Рис.№3.

fuzzy_sim_4

Рис.№3.

Для настройки функционального блока используется отдельная программа конфигуратор. Рис.№4.

fuzzy_sim_5

Рис.№4.

В ней задается сколько входов и выходов будет использоваться у функционального блока. Если кликнуть мышкой по изображению входных терм одного из входов, откроется окно настройки этих терм.

fuzzy_sim_6

Рис.№5.

Если кликнуть мышкой по среднему прямоугольнику, с надписью «if…then»,  то откроется окно настройки базы знаний.

База знаний для управления клапаном:

  1. Если Температура «низкая» и Давление «низкое» тогда Клапан «приток»
  2. Если Температура » низкая » и Давление «высокое» тогда Клапан «закрыт»
  3. Если Температура «высокая» и Давление «низкое » тогда Клапан «закрыт»
  4. Если Температура » высокая » и Давление «высокое» тогда Клапан «отток»

 fuzzy_sim_7

Рис.№6.

 

Выходные Свойства

Двойной щелчок мышкой на прямоугольнике рядом с надписью «Output01» открывает окно настройки выходных терм. Рис.№7.

fuzzy_sim_8

Рис.№7.

Дальше можно проверить, как каждый выход будет отрабатывать в зависимости от входных величин. Входа назначены на оси X и Y, а выход с Fuzzy logic на ось Z. Можно наглядно увидеть как будет меняться выходная переменная от входных переменных. Рис.№8.

fuzzy_sim_9

Рис.№8.

Есть еще один инструмент для тестирования регулятора, он так же позволяет просмотреть эти переменные в графиках и записать в память.

fuzzy_sim_10

Рис.№9.

Так же вместе с программным пакетом Fuzzy Control, приводиться несколько примеров с применением нечеткой логики.

Один из примеров это изменение коэффициентов ПИД регулятора с помощью Fuzzy System, в зависимости от температуры. Рис.№10.

Рис.№10.

По этой таблице должны изменяться коэффициенты ПИД регулятора

 

 

fuzzy_sim_12

fuzzy_sim_14

fuzzy_sim_13

Изменение коэффициентов Kp, Ki, Tv в 3D.

 

Второй пример: управление задвижкой по давлению и скоростью изменения давления.

Рис.11.

 

  • Клапан принимает три положения: закрыт, на половину открыт и открыт(0%, 50% и 100%). Эти положения клапана соответствуют выходным термам.

  • Давление р и скорость изменения давления Dp делится на три состояния.

  • Такая вот база знаний.

Конфигуратор.

fuzzy_sim_15

Скачать в PDF:
Оригинал:
Скачать демоверсию ПО FuzzyControl можно

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *