طراحی، ساخت و آزمون سامانه کنترل خودکار دستگاه سفیدکن برنج بر اساس ماشین بینایی و منطق فازی

به طور معمول در کارخانجات فرآوری برنج، عمل پایش کیفیت محصول خروجی از دستگاه سفیدکن هر 2-1 ساعت یک بار توسط کاربر به طور دستی انجام می شود که کاری زمان¬بر بوده و می تواند با خطا همراه باشد. در چنین شرایطی به کارگیری روش های نوین همچون ماشین بینایی و هوش مصنوعی، می¬تواند راهکاری سریع و موثر در کنترل کیفیت محصول و بهسازی عملکرد ماشین های سفیدکن باشد. برای این منظور، در پژوهش حاضر یک سامانه هوشمند با استفاده از ماشین بینایی و منطق فازی برای درجه بندی کیفیت محصول خروجی از دستگاه سفیدکن برنج و کنترل پارامترهای عملکردی دستگاه با توجه به شاخص های کیفی محصول ایجاد گردید. سامانه کنترل متشکل از واحد نمونه گیریاز محصول خروجی دستگاه سفیدکن، واحد تک سازی و انتقال محصول، واحد تصویربرداری و پردازش تصویر، و واحد کنترل فازی بود. در واحد کنترل فازی، یک سامانه استنتاج فازی که بر اساس نظرات کارشناسان خبره طراحی شده بود، به کار گرفته شد. عملکرد سامانه کنترل طراحی شده در سه حالت کلی مورد ارزیابی قرار گرفت. در حالت نخست، از مکانیزم کنترل فشار روی دریچه خروجی دستگاه سفیدکن برنج به عنوان تنها عملگر کنترلی استفاده گردید. درحالت دوم، مبدل سرعت دورانی موتور دستگاه سفیدکن برای اجرای دستورات سامانه کنترل به کار برده شد. در حالت سوم از هر دو عملگر یاد شده به طور هم زمان برای ارزیابی عملکرد سامانه کنترلی بهره گیری شد. نتایج ارزیابی ها نشان داد که بیشترین مقدار بازده عملکردی سامانه تک سازی محصول برابر با 1/93 درصد بوده است که در نرخ ریزش 60 گرم بر دقیقه و بسامد60 هرتز مبدل سرعت حاصل شد. دقت کلی الگوریتم پردازش تصویر در سنجش درجه سفیدی دانه های برنج، درصد عددی دانه های شکسته و درصد دانه های به هم چسبیده به ترتیب برابر با 6/92، 7/97 و 9/98 درصد به دست آمد. ارزیابی برخط عملکرد سامانه کنترل خودکار در حالت های اول، دوم و سوم کنترل نشان داد که زمان کل اجرای فرآیند نظارت از لحظه ی آغاز باز شدن دریچه نمونه گیری تا لحظه ی اعمال تنظیم موقعیت عملگر کنترلی به ترتیب برابر با 7/14، 1/14 و 2/16 ثانیه است. دقت سامانه کنترل در تعیین شرایط کاری مناسب برای عملگرهای کنترلی در حالت های نخست، دوم و سوم کنترل به ترتیب برابر با 2/89، 4/96 و 8/89 درصد به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که سرعت عملکرد سامانه کنترل خودکار در اجرای فرآیند کنترل عملکرد دستگاه سفیدکن نسبت به روش دستی در سه حالت یاد شده به ترتیب 3/31، 5/29 و 8/32 درصد بیشتر بوده است.