- •Введение
- •1. Аналитический обзор
- •1.1. Описание процесса очистки бытовых сточных вод
- •1.2. Описание технологической схемы процесса
- •1.3. Краткий обзор систем диагностики
- •1.4. Традиционные методы управления и экспертные системы в биологической очистке сточных вод
- •2. Разработка системы автоматизации и выбор комплекса технических средств для блока биологической очистки сточных вод
- •2.1. Особенности блока биологической очистки, как объекта управления
- •2.2. Описание функциональной схемы автоматизации
- •2.3. Выбор комплекса технических средств
- •2.4. Схема внешних соединений
- •2.5. Проектное конфигурирование контроллера
- •3. Разработка экспертной системы управления процессом биологической очистки сточных вод
- •3.1. Описание структуры экспертной системы
- •3.2. Анализ процесса биологической очистки с точки зрения возможных аварийных и нештатных ситуаций
- •3.3. Выбор модели представления знаний в экспертной системе
- •3.4. Построение базы знаний
- •4. Синтез и исследование модуля диагностической экспертной системы
- •4.1. Описание экспертной оболочки карраv2.4
- •4.2. Описание процесса и результатов работы экспертной системы
- •5. Технико-экономическое обоснование автоматизации блока биологической очистки сточных вод
- •5.1. Расчет капитальных вложений по автоматизации блока биологической очистки бытовых сточных вод
- •5.2. Расчет амортизационных отчислений
- •5.3. Расчет трудоемкости ремонтных работ и обслуживания приборов и средств автоматизации
- •5.4. Расчет эксплуатационных затрат на систему автоматизации блока биологической очистки
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а. Заказная спецификация
- •Приложение б. Программа экспертной системы в среде карра 2.4
4. Синтез и исследование модуля диагностической экспертной системы
После получения результатов исследования предметной области, а именно, исследовав аварийные и нештатные ситуации в работе блока биологической очистки, определив основные параметры процесса, диапазоны их изменения, регламентные и аварийные пороги, пороги срабатывания экспертной системы переходим к экспериментальным исследованиям ‑ реализации и тестированию программно-информационного обеспечения экспертной системы. Для этой цели была выбрана экспертная оболочка КАРРА, V2.4.
4.1. Описание экспертной оболочки карраv2.4
Экспертная оболочка КАРРА используется для формирования интеллектуальных приложений, нацеленных на знания, необходимые для понимания некоторой сложной системы или области, в частности, экспертных систем. Kappa - это средство разработки экспертных систем, которые выполняются на персональных компьютерах или автоматизированных рабочих станциях. Особенностями среды являются: асинхронная передача данных и рассуждения, основанные на правилах
В системе Карра компоненты предметной области представляются структурами класс и объект класса. Отношения между этими структурами определяются связями, в результате чего создается иерархия объектов. Для описания свойств объектов используются слоты. Каждый слот характеризуется своим именем и именем класса или объекта, которому он принадлежит. Динамические процессы реализуются в Карра тремя способами:
Методы (демоны) – используются для описания поведения слотов.
Функции (присоединённые процедуры) – система Карра содержит более 240 функций для манипулирования базой знаний, а также предоставляет возможность для создания собственных функций.
Правила – отражают шаги процесса и позволяют делать вывод в соответствии с определённым состоянием объекта исследования
Рабочая среда системы Карра состоит из окон:
Главного (Карра-РС);
Окна просмотра иерархии объектов (ObjectBrowser);
Окна сеанса (Session);
Окна инструментов знаний (EditTools);
Окна интерпретатора языка системы Карра (KALInterpreter);
Окно иерархии объектов предназначено для создания, просмотра и модификации классов и объектов модели предметной области, а также связи между ними, которые наглядно представлены деревом иерархии. Иерархическая структура базы знаний экспертной системы для управления блоком биологической очистки сточных вод представлена на рисунке 4.1.
Рис 4.1 – Иерархическая структура базы знаний
Здесь класс Root– основной (главный) класс, определяющий остальные. ПодклассImageтребуется для хранения объектов, используемых для создания пользовательского интерфейса. ОбъектGlobal– предопределённый объект, созданный для хранения переменных, используемых в правилах. ПодклассKWindow– для описания окон сеанса. Введённый объектNameхранит текстовые атрибуты окнаSession, а введенный объектOper–предназначен для хранения текущих значений технологических параметров. Введённый классBDсодержит списки для хранения и заполнения базы данных пороговых значений переменных из правил экспертной системы. Созданные классыS1 –S6 содержат информацию о статусе процесса, подклассыPr11 –Pr53 – информацию о причинах, вызвавших ситуации из классов-предков и рекомендации по их устранению. Фрагмент развёрнутой структуры базы знаний и пример заполнения представлены на рисунках 4.2 4.3.
Рис. 4.2 ‑ Фрагмент развёрнутой структуры базы знаний
Рис. 4.3 – Пример заполнения базы знаний