طراحی وساخت دستگاه درزبندی القایی تمام اتوماتیک با استفاده از الگوریتم فازی

مقدمه

دستگاه های سیل القایی عادی علیرقم قیمت بالا از الگوریتم کنترلی خاصی پیروی نمی کنند .

در ابتدا  این دستگاه بصورت استارت / استاپ بصورت کنترلر نوع P ساخته شد اما از لحاظ کنترلی عملکرد خوبی نداشت و صنعتی نبود. لذا در طراحی و ساخت این دستگاه سعی برآن شده که عملکرد این دستگاه بر اساس الگوریتم و منطق فازی انجام پذیرد به طوری که سنسورهای متصل به آن با یکدیگر تبادل داده کرده و خروجی متناسب را به خط تولید اعمال می کند.

شرح کار الگوریتم فازی

در ساخت این دستگاه از سه سنسور استفاده شده است.

1. سنسور چشمی: برای تشخیص و جود بطری روی خط تولید
2. سنسور مغناطیسی : برای تشخیص وجود لایه آلومینیومی در بطری
3. سنسور دما : برای سنجش میزان دمای هیت سینک (ترانزیستورها) دستگاه میباشد.

در این طراحی برای سنسور دما سه رنج انتخاب شده که به ترتیب نرمال- گرم – و خیلی گرم می باشند. سنسور چشمی و سنسور مغناطیسی نیز هر کدام دارای دو حالت صفر ویک می باشند. خروجی آن ها نیز میدان مغناطیسی و دور موتور متصل به نوار نقاله بوده که میدان مغناطیسی را به سه حالت 0 و 160ورودی و 220 ورودی در نظر گرفته شده و خروجی موتور را نیز سه حالت 7% و 50% و 100% می باشد که با ترکیب حالت های مختلف ورودیها دستور ایجاد خروجی متناسب به دستگاه اعمال می شود

مزایای الگوریتم فازی  

• کاهش مصرف انرژی : چون دستگاه مدام روی خط تولید روشن نیست و با دستور سنسورها عمل استارت را انجام می دهد.لذا در حالت عادی انرژی الکتریکی را مصرف نخواهد کرد و با داشتن حالت Sleep ، میدان ساطع نشده و انرژی حفظ می شود
• حفاظت دستگاه در شرایط محیطی مختلف: با این الگوریتم سیستم یک حفاظت الکتریکی در شرایط محیطی و مکانی مختلف را دارا می باشد و در اکثر این دستگاه ها علت اصلی معیوب شدن آن آسیب رساندن به ترانزیستورها می باشد که با این سیستم دیگر این مشکل پیش نخواهد آمد.
• درزبندی درست و صحیح: از آنجا که با بالا رفتن دما دستگاه با برق 160 ولت استارت می شود لذا میدان تولید شده ضعیف تر شده و متناسب با آن سرعت نوار نقاله کم شده که با این کار عمل درز بندی درست و صحیح انجام می شود در صورتی که اگر سرعت نوار نقاله کم نشود در این صورت با توجه به ضعیف شدن میدان درزبندی به درستی انجام نخواهد شد.

شبیه سازی

در بخش شبیه سازی از مدل ممدانی جهت شبیه سازی سنسورها و خروجی متناسب با عملکرد سنسور ها طبق الگوریتم فازی بهره گرفته شده است که همانگونه که در شکل  مشاهده میکنید سه سنسور به عنوان ورودی  به مدل ممدانی و یک خروجی که همان میدان مغناطیسی است نشان داده شده است.

برای اولین سنسور یعنی سنسور چشمی نمودار فازی متناسب با این سنسور در شکل زیر نشان داده شده که این سنسور یا وجود شی را تشخیص میدهد ویا تشخیص نمیدهد.

در مرحله بعد سنسور دوم وارد کار می شود که سنسور مغناطیسی جهت تشخیص وجود لایه فلزی در بطری بکار گرفته شده است این سنسور نقش مفیدی در خط تولید  و همچنین در الگوریتم کنترلی (فازی) ایفا می کند . اگر چنانچه بطری موجود روی نوار نقاله فاقد لایه فلزی بود دستگاه استارت نخواهد شد .عملکرد این سنسور نیز مانند سنسور قبل دو حالت داشته و یا وجود لایه فلزی را تشخیص میدهد و یا تشخیص نمی دهد که نمودار آن مطابق با شکل زیر می باشد.

سومین سنسور ,سنسور دما بوده که برای سنجش دمای هیت سینک بکار گرفته می شود .اگر چنانچه دما از یک حد بالا تر رود باعث آسیب رساندن به  ترانزیستورها می شودو ما برای بالا بردن دقت و حفاظت دما را در سه رنج برای این سنسور تعریف کردیم که در دمای استاندارد(کمتر از40درجه) ورودی V220 به دستگاه اعمال شده و نوار نقاله با سرعت طبیعی خود حرکت می کند و اگر دما بین 40 تا 50 درجه باشد دستگاه به صورت خودکار با ورودی V160 استارت می شود که با این ورودی میدان تاحدی ضعیف تر شده و فشار کمتری به ترانزیستورها اعمال می شود اما برای اینکه عمل درز بندی به درستی اعمال شود سرعت نوار نقاله توسط کنترلر کم شده تا بطری با سرعت کمتری عبور کرده و به درستی درزبندی شود. اگر دستگاه در محیط خیلی گرمی(بالاتر از 50 درجه)کار کرد دستگاه به صورت خودکار از کار افتاده و آلارم میدهد و نوار نقاله نیز سرعت بسیار کم حرکت خواهد کرد و یک سیستم حفاظت قوی توسط کنترلر با بهره گیری از الگوریتم فازی برای آن ایجاد میشود .نمودار حالات این سنسور در شکل زیر مشاهده می شود.

در خروجی نیز متناسب با عملکرد این سنسورها مقدار میدان و دور موتور تغییر خواهد کرد که نمودار شبیه سازی خروجی به ترتیب  بصورت شکل زیر می باشد.

ر شکل زیر نمودار رویت قواعد (rull base ) را مشاهده می کنید. هر سه سنسور و خروجی نمودار قواعد فازی آن را مشاهده فرمایید.