การพัฒนาซอฟต์เซ็นเซอร์สำหรับการทำนายพารามิเตอร์ของการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้โครงข่ายประสาทเทียม

Abstract

การดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับโรงงานอุตสาหกรรมนั้นเป็นกระบวนการที่สำคัญในการลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นแก๊สเรือนกระจกในแก๊สไอเสียก่อนส่งออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งการรู้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับและเวลาที่การดูดซับเข้าสู่สมดุลจึงเป็นประโยชน์ในการวางแผนการดำเนินงานในอุตสาหกรรม ดังนั้นในงานวิจัยนี้ ศึกษาและพัฒนาโครงข่ายประสาทเทียมสามารถทำนายพารามิเตอร์ของการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ โครงข่ายประสาทเทียมที่พัฒนาด้วยโครงสร้างที่มีจำนวนชั้นซ่อน 2 ชั้นซ่อน ในแต่ละชั้นซ่อนประกอบด้วย 10 เซลล์ประสาท และฟังก์ชันกระตุ้นในชั้นซ่อนและชั้นส่งออกคือฟังก์ชันแทนซิกมอยด์มีประสิทธิภาพสูงที่สุด จากนั้นนำโครงข่ายประสาทเทียมที่มีโครงสร้างดังกล่าวไปใช้ในการศึกษาผลของสมการทางจลนศาสตร์และนำตัวแปรส่งออกไปแทนค่าในสมการทางจลนศาสตร์เพื่อสร้างเส้นโค้งของดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ เส้นโค้งที่สร้างจากสมการของปฏิกิริยาอันดับหนึ่งเทียมมีค่าเฉลี่ยของค่า R-square สูงสุดคือ 0.8731 และค่าเฉลี่ยของค่า RMSE ต่ำที่สุดคือ 0.2358 จากนั้นนำโครงข่ายประสาทเทียมไปพัฒนาซอฟต์เซ็นเซอร์โดยเริ่มจากการแปลงโครงข่ายประสาทเทียมให้เป็นโปรแกรมที่เป็นภาษาไพทอน และนำโปรแกรมนี้ไปใส่ใน Raspberry pi 4 model b ตัวแปรนำเข้าทั้งหมดจะถูกคำนวณผ่านโครงข่ายประสาทเทียมที่ได้แปลงเป็นภาษาไพทอนแล้ว และส่งค่าตัวแปรส่งออกไปแสดงค่าผ่านแพลตฟอร์ม Grafana ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มที่สะดวกและรวดเร็ว และสามารถรายงานค่าในเวลาจริงได้