Research Article

Bilinmeyen PLC Programının Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Taklit Edilmesi

Volume: 15 Number: 3 December 31, 2023
EN TR

Bilinmeyen PLC Programının Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Taklit Edilmesi

Öz

Programlanabilir Mantık Denetleyiciler (PLC) uzun yıllardır endüstrinin hemen her alanında kullanılmaktadır. Kullanılan bu PLC’ lerin eskimesi, bozulması veya şifreyle korunması gibi durumlarda PLC programlarının yedeklenmesi mümkün olmamaktadır. Herhangi bir arıza sonucu PLC programının silinmesi durumunda veya PLC' nin yenilenmesi ihtiyacı oluştuğunda programın yeniden yazılması gerekir. Böyle bir durumunda sistemin çalışma adımlarının detaylı bir şekilde bilinmesi gerekir ve program yazılması esnasında atlanacak bir adım sistemin tamamında çok büyük problemlere sebep olabilir. Bu çalışmada, çeşitli makine öğrenmesi algoritmaları kullanılarak PLC içerisinde çalışan ve bilinmeyen bir programın çalışma adımlarının taklit edilmesi işlemi yapılmıştır. Bunun için ilk olarak bir veri günlüğü oluşturularak PLC’ nin giriş ve çıkış bilgileri kaydedilmiştir. Daha sonra bu giriş-çıkış verileri Makine Öğrenmesi algoritmaları ile eğitilmiştir. Eğitilen bu algoritmaların giriş veri setine karşılık verdiği çıktıları, PLC çıkışlarıyla paralel olarak izlenmiştir. Makine öğrenmesi algoritması olarak karar ağacı, k-en yakın komşu ve rastgele orman algoritmaları kullanılmıştır. Algoritmaların performans ölçüm metriği olarak doğruluk puanı (accuracy score) kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonunda Rastgele Orman algoritmasının daha iyi sonuç verdiği gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Programlanabilir Mantık Denetleyiciler , Makine Öğrenmesi , Bilinmeyen PLC Programının Modellenmesi

References

  1. Barthelmey, A., Störkle, D., Kuhlenkötter, B., & Deuse, J. (2014). Cyber physical systems for life cycle continuous technical documentation of manufacturing facilities. Procedia Cirp, 17, 207-211.
  2. Bayindir, R., & Cetinceviz, Y. (2011). A water pumping control system with a programmable logic controller (PLC) and industrial wireless modules for industrial plants—An experimental setup. ISA transactions, 50(2), 321-328.
  3. Bolton, W. (2015). Programmable logic controllers. Newnes.
  4. Brodley, C. E., & Utgoff, P. E. (1995). Multivariate decision trees. Machine learning, 19(1), 45-77.
  5. Brusso, B. C. (2018). 50 Years of Industrial Automation [History]. IEEE Industry Applications Magazine, 24(4), 8-11.
  6. Carayol, A., & Nicaud, C. (2012). Distribution of the number of accessible states in a random deterministic automaton. In STACS'12 (29th Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science) (Vol. 14, pp. 194-205). LIPIcs.
  7. Charbuty, B., & Abdulazeez, A. (2021). Classification based on decision tree algorithm for machine learning. Journal of Applied Science and Technology Trends, 2(01), 20-28.
  8. de MBA Dib, L., Fernandes, V., Filomeno, M. D. L., & Ribeiro, M. V. (2017). Hybrid PLC/wireless communication for smart grids and internet of things applications. IEEE internet of things Journal, 5(2), 655-667.
  9. Erickson, K. T. (1996). Programmable logic controllers. IEEE potentials, 15(1), 14-17.
  10. Glavaš, M., Krčmar, I., & Marić, P. (2021, March). Modelling of a sequential system. In 2021 20th International Symposium Infoteh-Jahorına (INFOTEH) (pp. 1-6). IEEE.
APA
Ulamış, F., Yüce, Y., & Cesur, B. (2023). Bilinmeyen PLC Programının Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Taklit Edilmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 15(3), 257-269. https://doi.org/10.29137/umagd.1364512