SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU ELEKTROTEHNIČKI FAKULTET OSIJEK

Ivana Magušić

MOGUĆNOST PRIKAZA UČENJA IGRE AUTOMATU P-A-C PRISTUPOM

DIPLOMSKI RAD

Mentor: Prof. dr. sc. Franjo Jović

Osijek, 2006. godina

«Common sense is the collection of prejudices acquired by age 18.»

Albert Einstein

For a little child, it may be safer to believe a lie than to believe his own eyes and ears. [3]

Željela bih se zahvaliti svom mentoru Prof. dr. sc. Franji Jović, dipl. inž. Marini Pešut,

dipl. inž. Zvonimiru Radoš, dipl. inž Tomislavu Keser i inž. Damiru Rukavina, kao i dipl.

inž. Stanislavu Komlenac i Ivani Mrgan na svesrdnoj pomoći i razumijevanju tijekom

izrade ovog diplomskog rada.

Osim toga, želim se zahvaliti na stalnoj podršci tijekom cijelog mog studiranja voljenim

roditeljima i prijateljima.

i

SADRŽAJ

SADRŽAJ.............................................................................................................................. i

1. UVOD ............................................................................................................................... 1

2. OPIS PROCESA UČENJA ............................................................................................ 2

2.1 UČENJE KOD DJECE I LJUDI.................................................................................. 2

2.2 P-A-C BIHEVIORIZAM ............................................................................................. 3

2.2.1 Roditelj................................................................................................................... 4

2.2.2 Dijete...................................................................................................................... 5

2.2.3 Odrasla osoba........................................................................................................ 5

2.2.4 Transakcije............................................................................................................. 7

2.2.5 Poremećaji ............................................................................................................. 8

3. OPIS IGRE..................................................................................................................... 11

3.1 CILJ I PRAVILA IGRE............................................................................................. 12

4. RAČUNALA ZA UPRAVLJANJE PROCESIMA – PROGRAMABILNI

LOGIČKI KONTROLERI............................................................................................... 21

4.1 KONFIGURIRANJE PLC-A..................................................................................... 22

4.2 PROGRAMIRANJE PLC-A...................................................................................... 24

4.3 KOMUNIKACIJA ..................................................................................................... 24

4.4 SIEMENS S7-314 IFM .............................................................................................. 25

5. PROGRAMSKA PODRŠKA ....................................................................................... 28

5.1 STEP7 ........................................................................................................................ 28

5.2 WINCC ...................................................................................................................... 29

6. PRIKAZ IGRE .............................................................................................................. 32

6.1 MAKETA................................................................................................................... 32

6.2 MATRIČNO SKENIRANJE ..................................................................................... 38

6.3 SUČELJE ................................................................................................................... 40

7. MORFO-SEMANTIČKA ANALIZA ......................................................................... 43

8. ZAKLJUČAK ................................................................................................................ 45

LITERATURA

SAŽETAK

ABSTRACT

ii

ŽIVOTOPIS

PRILOZI

PRILOG 1. - POHRVAĆENI OPIS IGRE

PRILOG 2. - ISPIS KODA ZA PLC

1

1. UVOD

Učenje je fenomen1. Samo se po sebi događa cijelog ljudskog života, a ipak, pri

njegovu proučavanju i primjeni na učenje računala, naglasak se više stavlja na njegova

funkcijska2 nego fenomenološka3 svojstva. Kako i odrasli, još jednostavnije uče i djeca.

Djeca za učenje koriste igru. Na taj način lakše prebrode strahove i prihvate stvarnost. Igra

također razvija i potiče njihovu autonomnost, inicijativu i kreativnost [2].

U ovome radu prikazana je mogućnost učenja automata upravo kroz igru. Osim

klasičnih metoda funkcijskog pristupa koje se inače uče i primjenjuju, ovdje se izlaže

fenomenološki pristup problemu učenja automata kroz P-A-C biheviorističku teoriju.

Akcije učenja i interakcije s učiteljem ovise o kontekstu i upravo zato je odabrana igra, a

ne npr. industrijski proces. Kroz igru automat može naučiti širi spektar pravila i normi. Igra

je općenitija i nepredvidiva te se tako mogu razviti i više razine učenja. Za igru je odabran

Go zbog svoje jednostavnosti implementacije, a ipak zbog dovoljne složenosti pravila i

zapleta same igre. Izrađena je sklopovska i programska platforma za nadogradnju

mogućnosti učenja automata.

U drugom poglavlju opisan je proces učenja općenito kod djece i ljudi, a iznesena je i

P-A-C bihevioristička teorija. Nadalje se u trećem poglavlju opisuje igra Go, a u četvrtom

sklopovlje s kojim se barata, dok je u petom poglavlju iznesen prikaz korištene programske

podrške i njihovih svojstava. Šesto poglavlje govori o prikazu igre, o samoj maketi kao

ekstenzivnom osjetilu stroja, o odnosima i vezama između automata, makete i računala te

sučeljima i međusobnoj komunikaciji. U sedmom poglavlju iznesen je način učenja

automata pomoću morfo-semantičke analize opisa same igre kao temelj konverzacije s

učiteljem.

1 Fenomen – pojava u idealističkoj filozofiji – subjektivna pojava koja postoji samo u svijesti [12] 2 Funkcijski – koji služi nekoj svrsi, svrhovit [12] 3 Fenomenologija – znanost o pojavama, neovisna o iskustvu, opisivanje i analiziranje pojava u nekom određenom području [12]

2

2. OPIS PROCESA UČENJA

2.1 UČENJE KOD DJECE I LJUDI

Učenje u ljudi je složen proces. Ipak, za njegovo razumijevanje, važnije je shvatiti

proces učenja kod djece.

Po Piagetu [10], djeca su društvena bića. Ipak, ona nisu ograničena društvenim

običajima, već posjeduju kapacitete za neovisne misli kao i individualnu autonomiju,

neovisno o okolini. Djeca se ne mogu razviti u kognitivnoj izolaciji i njihova razmišljanja

o vanjskom svijetu su uvijek unutar njihove perspektive, odnosno njihovog položaja unutar

svijeta. Sve dok djeca ne dosegnu jednu unutarnju logičku razinu, temelje svoje zaključke i

presude samo na onome što vide. Teorija o učenju djece je sredstvo objašnjenja prirode

ljudskog znanja. Piaget izdvaja tri vrste ljudskog znanja:

1. fizičko znanje objekata u vanjskoj stvarnosti;

2. društveno znanje, pisani i govoreni jezici;

3. logičko-matematičko znanje, zreli odnosi svake jedinke.

Dijalog je prvi temelj učenja kod djece. Od 3. do 6. mjeseca života, u dijadskoj

zajednici majka-dijete, odvija se dijalog. Prijeko je potreban učitelj, kao i konverzacija s

njim. Tada je to jedina vrsta komunikacije koju dijete uspostavlja, ali struktura učenja

ostaje ista dosta dugo, sve dok već od 3. do 5. godine života, dijete gradi svoje «nad-ja»

zajedno s temeljima svih proteklih faza svoga razvoja.

Platon je učenje pokušao drugačije objasniti. U svome djelu «Mit o pećini», iz

dijaloga Republika [21] govori kako su objekti koje doživljavamo čulima kombinacija

čistih entiteta koje nazivamo «idealima». Svaki objekt je smjesa projekcija oblika. Ti ideali

su osnovna i izražena svojstva čijim kombiniranjem dobivamo razne fenomene koje

susrećemo u prirodi. Platonov svijet ideja postoji u nama. Nije vječan niti je nepromjenjiv,

ali se stvara kroz učenje i iskustvo.

Slično tomu, Platonova “Teorija oblika” [13] govori kako idealni oblici ili savršeni

nacrti ne postoje, a riječi imaju veze s idejama. Govoreći prave riječi, one koje pašu

zajedno i odgovaraju navikama slušatelja, može se u njega izazvati viđenje neke apstraktne

strukture, poput geometrijskih pojmova ili društvenih rješenja. Kada se riječi međusobno

dobro slože u razgovoru, može se prizvati vizija nekog idealnog oblika. Jedna osoba može

3

pomoći drugoj da vidi jedino tako da osigura poticaj koji pomaže drugome da sam vidi.

Govor to može zato što su riječi općenitije od objekata. Dijalektički poredak riječi

odražava idealan poredak oblika. Ako je govor istina, riječi koje stavljamo zajedno

pripadaju jedne drugima.

Husserl [16] pak govori kako stvarnost «jednoga» ovisi o «ostalima», tj. o

povezanosti stvari. Stvar je ono što jeste u relaciji sa svojom okolinom. To postaje očito

kada se stvari pokreću i mijenjaju, jer njihove promjene moraju biti u cjelovitoj vezi s

uzajamnim promjenama u stvarima koje ih okružuju. Takva ovisnost čini stvarnost,

materijalnost i podrazumijeva znatnu uzročnost. Unutar materijalnih stvari sve utječe na

sve ostalo. Stvarnost je uzročno povezana. Ovisnost diljem materijalnog područja je ono

što čini jedinstvo i suštinu tog područja.

2.2 P-A-C BIHEVIORIZAM

Harris [3] iz svog radnog iskustva izvodi biheviorističku ideju kako se ljudska

osobnost sastoji od 3 dijela:

1. Parent – Roditelj;

2. Adult - Odrasla osoba;

3. Child – Dijete.

Ta stanja bivanja nisu uloge, nego psihološke i fenomenološke stvarnosti. Ona

nastaju ponovnim proživljavanjem usnimljenih podataka događaja iz prošlosti. Ta tri stanja

mogu se usporediti s Piagetove tri vrste ljudskog znanja.

PR

arent( oditelj)

AO

dult( draslaosoba)

CD

hild( ijete)

Slika 2.1 Ljudska osobnost

4

Notacije Parent-Adult-Child, odnosno Roditelj-Odrasla osoba-Dijete nemaju

svojevrsno značenje u uobičajenom smislu riječi kao što to imaju ovdje. Tu se koriste kao

opis pojedinih vrsta procesora koji djeluju u ljuskom umu. Oni nastaju u prvih 5 godina

čovjekova života i ostaju kao trajni zapisi koji su već formirali osobu. Sve nakon toga je

neposredna posljedica i proizlazi iz već zapisanoga.

Postoje tri vrste podataka za obradu – podaci u Roditelju, u Djetetu i u Odrasloj

osobi. Podaci iz Roditelja i Djeteta nisu ažurirani. Podaci Odrasle osobe predstavljaju

vanjsku stvarnost kakva postoji u sadašnjosti, zajedno s velikom količinom skupljenih

podataka iz prošlosti, neovisnima o Roditelju i Djetetu. Podaci iz sva tri izvora se slijevaju

u računalo odazivajući se na transakcijski podražaj.

Ljudska različitost očituje se kroz poremećaje u ovoj R-O-D notaciji, koji se

manifestiraju u svom blažem ili jačem obliku.

2.2.1 Roditelj

Svatko ima ovaj procesor, tj. svatko ima roditelja u smislu da je svatko iskusio

vanjske podražaje u prvih 5 godina svoga života. Ovaj procesor je poseban za svaku osobu,

obzirom da su to bilješke skupa ranih iskustava jedinstvenih za svaku osobu.

Podaci za ovaj procesor se primaju i spremaju izravno, bez uređivanja ili

procesiranja. Tu su spremljeni svi zakoni, pravila i grdnje koje je dijete čulo od svojih

roditelja ili vidjelo iz njihovog načina života. Ti se podaci protežu sve do najranijih

roditeljskih komunikacija poput neverbalnih izraza lica ili mimike, preko boje glasa sve do

prvih pravila koje dijete može razumjeti. Svaka vanjska situacija u kojoj se mala osoba

osjeća ovisnom do te mjere da nije slobodna ispitivati ili istraživati rezultira podacima koji

se spremaju u «Parent» procesoru.

Bez ovog procesora dijete umire jer je unutarnji Roditelj svojevrsni čuvar od svih

zala koje mogu biti opasne po život. Još jedno svojstvo Roditelja jeste osporivost

vjerodostojnosti zapisanih podataka, obzirom da roditelji znaju reći djeci da ne čine nešto,

a onda pak sami učine istu tu stvar. Za dijete nije sigurno preispitivati tu vjerodostojnost i

tako se zbunjuje. Takvi kontradiktorni podaci potiču sumnju i strah te se dijete brani

isključivanjem tih zapisa, što ne znači da oni ipak ne postoje.

Ovdje se procesor Roditelj uglavnom sastoji od poznatih pravila igre koje automatu

nameće učitelj, ali ne potpuno, već samo ona osnovna znanja, tako da ostane mjesta za

učenje etičkih normi i strategije. To su osnovna stanja, tj. memorijske površine kontrole

5

pravila etičnosti koje možemo numerirati kao P1 do Pn. Ta osnovna znanja mogu se

implementirati u automat u vidu strojnog jezika danog automata.

2.2.2 Dijete

Osim zapisa vanjskih događaja koji se spremaju u Roditelj procesor, postoje zapisi

koji se istodobno prave i to su zapisi unutarnjih događaja koji su odzivi male osobe na ono

što čuje i vidi. S jedne strane, dijete ima nagone i potrebe (genetske zapise), a opet s druge

strane, postoje stalni zahtjevi okoline, osobito roditelja, da odustane od tih osnovnih

zadovoljstava i zauzvrat dobije nagradu roditeljskog odobravanja.

Katkada se znamo naći u situaciji kada se osjećamo stjeranima u kut. Prevladavaju

osjećaji poput napuštanja, frustracije i odbacivanja i tada proživljavamo tzv. primarnu

depresiju malog djeteta. Zato, kada ljutnja preuzme vlast nad razumom, kada se nađemo u

stisku osjećaja, kažemo da je Dijete preuzelo kontrolu, tj. nama upravlja «Child» procesor.

Unatoč tome, u Dijete procesoru prebiva također i kreativnost, znatiželja, želja za

istraživanjem i znanjem, potreba za iskustvima dodira i osjeta općenito, kao i zapisi o

nekadašnjim veličanstvenim osjećajima prvih otkrića.

Procesor Dijete ovdje podrazumijeva najprije nadzor osnovnih stanja, kao što je to

npr. napajanje. Također uključuje oponašanje i ispunjenje osnovnih potreba uz eventualno

iskazivanje osjećaja igrača o tome je li igra poštena ili ne, na način ocjene stanja

zadovoljstva igrača preko bodovnog stanja i danih poticaja. Ova faza je zapravo naivno

učenje temeljeno na povjerenju odnosno sklonosti.

2.2.3 Odrasla osoba

Već desetomjesečno dijete otkriva kako može činiti nešto što izlazi iz njegove

vlastite samosvijesti i originalnih zamisli. Ta samoaktualizacija je početak Odrasle osobe,

kao što je to prikazano na slici 2.2. Podaci za taj procesor proizlaze iz djetetove

mogućnosti za samospoznaju o različitosti stvarnog života od «naučenog koncepta» u

Roditelju i «osjećanog koncepta» u Djetetu. Odrasla osoba razvija «koncept misli» o

životu temeljem skupljenih i obrađenih podataka.

6

P Rarent - oditelj(od rođenja do pete

godine života)

A Odult - drasla osoba(od deset mjeseciživota pa nadalje)

C Dhild - ijete(od rođenja do pete

godine života)

Zapisi vanjskih događaja(naučen koncept života)

Zapisi prikupljenih i obrađenihpodataka istraživanjem i testiranjem(misaoni koncept života)

Zapisi unutarnjih događaja(osjećajni koncept života)

Slika 2.2 Postupno pojavljivanje početka Odrasle osobe pri deset mjeseci života

Tijekom tih prvih godina razvoja Odrasla osoba je krhka i lako ju nadvladaju naredbe

Roditelja i strahovi Djeteta. Kod većine osoba Odrasla osoba, unatoč silnim zaprekama na

svom putu preživi i nastavlja s razvojem sve bolje i učinkovitije kako se proces zrelosti

odvija.

Taj procesor se prvenstveno bavi transformacijom podražaja u djeliće informacije,

kao i obradom i dopunom tih informacija na temelju prijašnjih iskustava. Također, to je

stroj za obradu podataka, koji donosi odluke nakon obrade informacija iz tri izvora:

Roditelja, Djeteta, i podataka koje je Odrasla osoba skupila i još uvijek skuplja, kao što je

to prikazano na slici 2.3. Jedna od bitnijih funkcija Odrasle osobe jeste preispitivanje

podataka iz Roditelja, da vidi jesu li istiniti ili ne i jesu li još uvijek primjenjivi danas, i

tada da ih prihvati ili odbaci. Također treba i preispitivati Dijete da vidi jesu li ti osjećaji

prikladni trenutnom stanju ili su zastarjeli i samo su reakcija na stare podatke iz Roditelja.

7

1. Parent - Roditelj

(zastarjeli)

2. Spremnikpodataka

(osvježen)

3. Child - Dijete

(zastarjeli)

Računalo

Odluke

Predviđanje vjerojatnosti

Slika 2.3 Odrasla osoba dobiva podatke iz tri izvora

Rad procesora Odrasla osoba sastoji se od provjere starih podataka, testiranja ili

netestiranja istih, i popunjavanja istih za buduću uporabu. Ukoliko taj posao ide glatko i

nema sukoba između naučenoga i stvarnoga, računalo je slobodno za važan novi posao, a

to je kreativnost.

Procesor Odrasla osoba ovdje se ponaša kao svojevrsna suma procesora Roditelj i

Dijete. On sadrži autonomne akcije racionalnog tipa, poput logike. Radi se provjera

istinitosti pravila iz procesora Roditelj i na temelju toga donosi se odluka o njihovu

prihvaćanju. Osim toga, bitna je i ocjena zadovoljstva iz procesora Dijete. Ovdje se osim

koncepta misli temeljenog na skupljenim podacima razvija i komunikacija s računalom na

višem nivou. Svrha svega je generiranje pravila ponašanja i učenja.

2.2.4 Transakcije

Predstavljen jezik i notacija procesora i računala može nam sada poslužiti za analizu

transakcija. Ona se sastoji od podražaja jedne osobe i odziva druge osobe, čiji pak odziv

postaje novi podražaj prvotnoj osobi na koji ona opet daje odziv. Na taj način se odvija

komunikacija. Svrha takve analize jeste otkriti iz kojeg od tri procesora potiče koji odziv i

podražaj. Postoje dva pravila komunikacija u analizi transakcija:

1. Kada podražaj i odziv čine paralelne linije na R-O-D transakcijskom dijagramu,

transakcije su komplementarne i mogu se nastaviti do unedogled. Nije bitno kojim

8

putem ti vektori idu (Roditelj-Roditelj, Dijete-Dijete, Odrasla osoba-Odrasla osoba,

Roditelj-Dijete, Dijete-Odrasla osoba, itd.) dokle god su oni paralelni.

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

Slika 2.4 Primjeri paralelnih transakcija

2. Kada se podražaj i odziv križaju na R-O-D transakcijskom dijagramu,

komunikacija prestaje.

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P

R)(

A

O( )

C

D( )

Slika 2.5 Primjeri križanih transakcija

Transakcije se mogu realizirati uspostavom komunikacija s još jednim automatom,

osim s učiteljem.

2.2.5 Poremećaji

U idealnom slučaju, svaka osoba bi trebala imati svoja tri procesora odvojena jedan

od drugoga, a problem kada to nije tako, već kada se oni preklapaju, se naziva onečišćenje

Odrasle osobe. Postoje dvije vrste, kako je prikazano slikom 2.6.

9

P

R)(

A

O( )

C

D( )

P R)(

A O( )

C D( )

(b)

(a)

OnečišćenoIdealno

Slika 2.6 Onečišćenje: a) Predrasuda; b) Opsjena

Onečišćenje Odrasle osobe nepreispitanim i neažuriranim podacima iz Roditelja koji

su prikazani u vanjskom obliku kao istiniti se naziva predrasuda. Za objašnjenje

predrasude možemo parafrazirati Sokrata: «Nepreispitan život nije vrijedan življenja».

Može se reći da nepreispitan Roditelj nije vrijedan da se na njemu temelji život: može biti

sasvim u krivu.

Druga vrsta onečišćenja Odrasle osobe naziva se opsjena ili halucinacija. Takva

stanja nastaju preklapanjem, tj. onečišćenjem Odrasle osobe Djetetom, odnosno kada su

podaci iz Dijete procesora u obliku osjećaja ili zastarjelih iskustava neprikladno prikazani

u vanjskom obliku u sadašnjosti. Temelj opsjene je u strahu.

Osim tih poremećaja, postoji još jedna vrsta, a to je isključenje. Ono se manifestira

stereotipnim, predvidivim ponašanjem i stavom koje se održava što je moguće duže, dok

traje prijeteća situacija. Stalni Roditelj, Odrasla osoba ili Dijete su rezultat isključenja

obaju komplementarnih procesora u svakom slučaju. Postoje situacije kada isključeni

Roditelj blokira Dijete i kada isključeno Dijete blokira Roditelja, kao što je to prikazano

slikom 2.7.

10

P R)(

A O( )

C D( )

P R)(

A O( )

C D( )

(a) (b)

Slika 2.7 Onečišćenje Odrasle osobe: a) Djetetom, blokada Roditelja; b) Roditeljem,

blokada Djeteta

11

3. OPIS IGRE

Go je drevna dalekoistočna misaona igra za dvije osobe. Prema legendi, Go je nastao

u Kini prije 4000 godina, tako što je kineski car Yao izmislio igru kako bi svog sina poučio

strateškom razmišljanju. U literaturi Go prvi spominje Konfucije, koji je preporučivao igru

uglednim ljudima za vježbanje inteligencije. U Kini se igra zove wei-qi ili wei-ch'i, u

Japanu se naziva igo. U Južnoj Koreji je poznata pod imenom baduk, a u zapadnim

zemljama uobičajen naziv za igru je Go. To je najstarija misaona igra na ploči u kojoj dva

igrača, postavljajući figure, nastoje ovladati njenim većim dijelom. Također je vrlo

cijenjeni dio kulturne baštine naroda Dalekog istoka, njome su se bavili svećenici,

plemstvo, vrhunski ratnici i umjetnici. Go-u najsličnija igra je šah i kao i u njemu, ne

postoji rizik ili iznenađenja jer nema ni kockica ni karata. Obje su igre na ploči u kojima

suparnici naizmjeničnim potezima odlučuju pobjednika. U Go-u igraju crni i bijeli, vodi se

notacija partije i koristi se sat za mjerenje vremena. Pobjednika u partiji Go-a odlučuje

poznavanje igre, iskustvo, vještina i trenutna pripremljenost. Igranje zahtjeva strategiju,

koncentraciju, kombinatoriku, razvija imaginarno razmišljanje, logički slijed poteza te

improvizaciju.

Postoje razvijeni razredi snage profesionalnih Go igrača koji se kategoriziraju prema

jačini od 1. dan (najslabiji) do 9. dan. Amaterski igrači imaju svoju izdvojenu

kategorizaciju: igrač koji je tek upoznao pravila igre je 25. kyu (u nekim kategorizacijama

počinje se s 30. kyu), nakon njega je 24. kyu i dalje (silaznim brojevima) do 1. kyu (najjači

kyu). Nakon 1. kyu po snazi dolazi 1. dan (najniža amaterska majstorska kategorija), 2.

dan, itd. do 7. dana. Ova kategorizacija koristi se pri davanju prednosti slabijem igraču u

igri.

Kako u prosječnoj poziciji u jednoj partiji igrač ima vrlo velik broj mogućih poteza,

igrači nemaju dovoljno vremena razmišljati o svakome od njih i zato se često igra

intuitivno, "na osjećaj". Zbog toga je Go izuzetno težak problem programerima koji

pokušavaju napraviti program koji dobro igra Go. Najjači računalni programi danas po

snazi igranja imaju kategoriju od oko 7. kyu.

Danas Go igra oko 25 milijuna ljudi širom svijeta, tako da je Go igra s najviše

registriranih igrača na svijetu. Pravila igre su jako jednostavna i ne predstavljaju problem

nijednom početniku, ali je zato Go izuzetno komplicirana igra za majstore. Go se može

12

igrati na pločama različitih dimenzija i početnicima se preporučuju manje ploče na kojima

su partije jednostavnije i kraće traju.

3.1 CILJ I PRAVILA IGRE

Osnovna pravila igre Go su ovdje u potpunosti izložena i objašnjena na primjerima.

Treba samo napomenuti da postoji nekoliko različitih službenih pravila igre. Međutim,

osnovna bit igre je uvijek ista nezavisno od izabranih pravila. Razlike su samo u brojanju

rezultata na kraju igre.

Slika 3.1 Pribor za igru

Pribor za igru sastoji se od drvene ploče ("goban") i dvije kutije kamenova. Ploča je

označena mrežom 19 vodoravnih i 19 vertikalnih crta, što daje 361 sjecište. Postoje tri

standardne veličine ploče, ali je moguće igrati na ploči bilo koje veličine. Za kraće partije

prihvaćena je ploča 13×13 linija. Početnici obično igraju na pločama 9×9 linija, na kojima

je igra još kraća. Bitno je napomenuti da se veličina ploče mjeri brojem linija u oba pravca,

a ne brojem kvadratnih polja kao u šahu.

Figure se zovu "kamenovi", a sve su se jednake i ponašaju se prema istim pravilima.

Teorijski, bijelih kamenova u kutiji ima 180 a crnih 181, međutim taj broj ne igra ulogu pri

samoj igri. Dovoljno je reći, da kamenova ima dovoljno. Devet sjecišta jače označenih radi

lakše orijentacije nazivamo zvijezdama. Ta mjesta služe za poteze prednosti.

13

Slika 3.2 Polje za igru

Za razliku od dame i šaha gdje su figure na početku postavljene i tijekom partije se

pomiču po tabli, partija Go-a počinje s praznom tablom. Dva igrača (crni i bijeli) igraju

naizmjence, stavljajući po jedan kamen na ploču kada su na potezu. Crni uvijek igra prvi,

jer je na Istoku crna boja plemenitija od bijele. Svaki potez se sastoji u tome da se

kamenovi naizmjence postavljaju na prazna sjecišta, rubove ili kutove ploče, ili se

propušta potez, što nije dobra ideja dokle god ima polja za igru. Propuštanje se koristi

samo za završetak igre. Jednom postavljeni kamen se ne može maknuti do kraja igre, osim

kada ga protivnik zarobi zauzevši mu posljednju slobodu. Kamen u kutu ima dvije

slobode, na strani tri, a u sredini četiri slobode. Sloboda kamena je susjedno sjecište

povezano crtom.

Slika 3.3 Slobode

Dva presjeka su susjedna ako se nalaze jedan do drugog u vertikalnom ili

horizontalnom pravcu, ali ne i u dijagonalnom pravcu. Dva kamena iste boje na susjednim

presjecima su povezana i čine grupu kamenova. Na slici 3.4, dva kamena obilježena s "A"

su na susjednim presjecima, te su povezani i čine grupu. Dva kamena označena sa "C" nisu

na susjednim točkama i nisu povezani. Često se formiraju i veće grupe kamenova. Na

primjer, svi kamenovi označeni s "D" su povezani, a također i svi kamenovi označeni s

"E". Ali, te dvije grupe kamenova međusobno nisu povezane, iako su jedna do druge.

14

Slika 3.4 Grupe

Kako crni igrač uvijek igra prvi, postoji pravilo gdje bijeli igrač prima svojevrsnu

kompenzaciju zato što uvijek igra drugi. To pravilo se zove komi. Ono ne ovisi o veličini

ploče i za veličine ploča 9×9, 13×13 i 19×19 komi iznosi točno 5½ bodova.

Prosječna partija traje oko 250 poteza. Vremenski može trajati od 15 minuta pa do

više mjeseci. Cilj igre je osvojiti (ograditi) što više prostora. Jedan od načina osvajanja

prostora je "uklanjanjem" protivničkih kamenova. Opkoljeni kamenovi uklanjanju se s

ploče i smatraju zarobljenicima protivnika. Slijedi primjer kako uklanjati kamenove.

Slijedećim potezom crnog, bijeli kamen biti će potpuno opkoljen i uklonjen s ploče.

Kamenovi koji se mogu ukloniti na ovaj način su "napadnuti". Japanski izraz za to (nešto

kao "šah" kralju) je atari. Bijeli kamen je sada potpuno opkoljen. Dakle uklanja se s ploče.

Slika 3.5 Atari

Da je bijeli bio na potezu, mogao je "pobjeći" tako, da postavi drugi kamen uz

napadnuti.

Slika 3.6 Izbjegavanje napada

Dozvoljeni potezi su oni kada se kamen može staviti na bilo koje prazno sjecište,

pod uvjetom da po dovršenom potezu taj kamen ili pripadajući lanac ostaje s najmanje

jednom slobodom na ploči. Potez se sastoji od dva dijela: stavljanje kamena i uklanjanje

svih kamenova suprotne boje, koji su tim potezom ostali bez posljednje slobode, tako

gubeći pravo opstanka na ploči.

15

Slika 3.7 Predpotez, Crni igra, uklanja bijele, nakon poteza

U slučaju da nema uklanjanja kamenova suprotne boje, tj, novopostavljeni kamen

neće zarobljavati ni jedan protivnički kamen, kao ni imati ni jednu slobodu, na ovo sjecište

se ne smije igrati. Ovo sjecište naziva se i oko. Ako je oko lažno ono je samo privremeno

zaštićeno, dok protivnik ne popuni ostale slobode uokolo. Položaj koji ima dva prava oka,

odnosno koji se ne da reducirati na samo jedno oko naziva se živom grupom. Živa grupa

ostaje na ploči sve do svršetka igre.

Drugim riječima, ne može se zarobiti vlastiti kamen, ne može se odigrati kamen koji

neće imati ni jednu slobodu na ploči, odnosno, ne može se odigrati kamen koji će odmah

biti zarobljen. Ali, može se odigrati takav potez ako pritom njime zarobljavate jedan ili

više protivničkih kamenova, zato što nakon uklanjanja zarobljenih protivničkih kamenova

s ploče, vaš kamen ima ponovno jednu ili više sloboda. Ovo pravilo je pokazano slikom

3.8. Bijelom nije dozvoljeno staviti kamen na presjek označen s "B", jer tada kamen neće

imati ni jednu slobodu. Bijelom nije dozvoljeno igrati ni na "A", ni na "C", jer ti potezi

prave grupe od četiri, odnosno, tri kamena bez sloboda. Ni jedan od ovih poteza ne

zarobljava ni jedan crni kamen, tako da ih bijeli ne može igrati. Ali, bijelom je, iako pravi

grupu od dva bijela kamena bez slobode, dozvoljeno odigrati kamen broj 1, zato što time

zarobljava dva crna kamena. Nakon što su crni kamenovi zarobljeni i uklonjeni s ploče,

bijeli kamenovi dobivaju dvije slobode, a to znači da kamen broj 1 ne zarobljava sam sebe.

Slika 3.8 Pravilo o slobodama

Na slijedećoj slici, bijeli ne može igrati na presjek označen s "X", jer taj kamen neće

imati ni jednu slobodu i neće zarobiti crne kamenove (ostaje im još jedna sloboda). Ali

bijeli može odigrati kamen broj 1, čime napada crne kamenove (atari). Crni kamenovi su

sada opkoljeni, ali nisu zarobljeni, jer im još uvijek ostaje jedna sloboda - presjek označen

16

s "X". Crni ne može staviti kamen na "X", zato što će crni kamenovi ostati s 0 sloboda, te

crni kamen broj 2 mora odigrati na drugo mjesto. Bijelom je sada dozvoljeno staviti kamen

broj 3 u sredinu crnih kamenova, jer ih svodi na 0 sloboda i zarobljava. Kada se crni

kamenovi sklone, kamen broj 3 ima puno sloboda. Taj prazan presjek "X", koji je

kompletno opkoljen grupom kamenova je oko, u koje se ne smije igrati osim ako je ono

posljednja sloboda te grupe kamenova i stavljanjem kamena u oko biva zarobljena.

Slika 3.9 Oko

Kamen se ne smije staviti na ploču, ako će napraviti potpuno isti izgled ploče kao

prethodni potez. Ponavljanje nije dozvoljeno. Ovo pravilo sprečava poteze koji se mogu

naizmjence ponavljati, tako da se igra nikada ne završi. U stvarnoj igri postoji samo jedan

slučaj kada je ovo pravilo potrebno. Taj slučaj se zove "ko" (na japanskom 'ko' znači

'vječnost') i izgleda ovako:

Slika 3.10 Ko

Crni može igrati potez 1, čime zarobljava bijeli kamen. Ali, ako bijeli igra potez 2,

zarobivši kamen koji je crni upravo odigrao, to će nas vratiti na početak. Crni i bijeli mogu

međusobno zarobljavati kamenove vječno. Dakle, bijelom nije dozvoljeno odmah igrati

kamen broj 2. Umjesto toga, bijeli prvo mora odigrati potez na neko drugo mjesto (ko

prijetnja) gdje je protivnik prisiljen odgovoriti ili pretrpjeti štetu. Ako odgovori, ko borba

se nastavlja. Ukoliko i crni odigra negdje na drugo mjesto, onda se bijeli može vratiti i

odigrati kamen broj 2, zato što tada neće napraviti izgled table istim. Dva kamena, koja su

odigrana u međuvremenu, čine izgled ploče drugačijim.

Ko borba u najvećem broju slučajeva je borba za 1 bod (osim u slučaju kada od ko-a

zavisi život cijele grupe) i odvija se uglavnom na kraju igre kada više nema većih poteza

17

(potez za 2 ili više bodova). U igri dva jednaka igrača često se događa da 1 bod odluči

pobjednika!

Tijekom igre može doći do položaja u kojem ni jedna grupa nema samostalan život,

ali ne može biti zarobljena. Tko unatoč tome igra prvi, gubi. Ovi položaji ostaju na ploči

do kraja igre, ali se ne uključuju u brojanju bodova. Ta situacija se naziva zajednički život

ili seki. U prikazanom primjeru označeno sjecište je pretposljednja sloboda objema

stranama. Ako ga jedan od igrača popuni, drugi na potezu popunjava posljednju slobodu

protivnika i diže s ploče zarobljenike. Sjecišta u seki položajima ne računaju se, a tako ni

ona zajednička živim grupama. Potonja nazivamo 'beskorisnim' ili 'dame' na japanskom.

Slika 3.11 Seki

Igra počinje praznom pločom i igra se sve dok potezi donose korist. Ako je posljednji

potez oba igrača bio pass (propuštanje poteza), igra je završena i počinje brojanje. Igrači

uklanjaju s ploče mrtve kamenove svog protivnika i pridružuju ih kamenovima

zarobljenima u tijeku igre. Svaki igrač dobiva po jedan bod za svaki zarobljeni protivnički

kamen i jedan bod za svaki prazan presjek teritorija. Grupa vezanih praznih presjeka je

teritorij, ako je opkoljena kamenovima jedne boje. Igrač s više bodova je pobjednik. Na

primjer, na slici 3.12, bijeli ima 9 bodova teritorija (označeno s "B"), a crni ima 14 bodova

teritorija (označeno sa "C"). Također, ima i tri neutralna presjeka (označeno s "N") koja se

ne broje kao bodovi ni jednom igraču.

Slika 3.12 Bodovanje

Neutralni bodovi su presjeci koji nisu okruženi kamenovima jedne boje i nisu ničiji

bodovi. Neutralne bodove igrači popune kamenovima prije brojanja, da bi bili sigurni da se

slučajno ne broje kao nečiji teritorij.

18

Skoro uvijek se nađe na ploči i nekoliko mrtvih kamenova na kraju igre.

Definicija: kamenovi su mrtvi ukoliko se ne može zaustaviti protivnika da ih zarobi,

čak i ako se igra sljedeći potez.

Dva bijela kamena označena s "X", na slijedećoj slici, su mrtva. Crni može igrati

potez na "A", atari, i onda "B" da ih zarobi (može i obrnutim redoslijedom) i tu bijeli ne

može ništa. Označeni crni kamenovi s "X" su također mrtvi, jer bijeli može igrati na "C",

odnosno "D" i zarobiti ih.

Slika 3.13 Mrtvi kamenovi

Ostali kamenovi, na prethodnoj slici, su živi.

Definicija: kamenovi su živi ako ne postoji način da ih protivnik zarobi, čak i ako

igra slijedeći potez.

Na kraju igre svi kamenovi su ili mrtvi ili živi. Mrtvi se uklanjaju i dodaju

kamenovima koji su zarobljeni u toku igre. Na prethodnoj slici, uklanjaju se tri mrtva crna

kamena i dva mrtva bijela kamena. Tada ploča izgleda kao na slici 3.12. Bijeli ima tri crna

zarobljenika i 9 bodova teritorija što je ukupno 12 bodova. Crni ima dva bijela zarobljenika

i 14 bodova teritorija što je ukupno 16 bodova. Crni je pobijedio u ovoj igri za 4 boda.

Treba primijetiti da se samo prazan presjek broj kao bod. Teritorij crnog, na slici

3.14, vrijedi 4 boda. Ali ako crni odigra kamen broj 1 unutar tog teritorija, vrijedit će samo

3 boda. Prema tome u svoj teritorij ne treba igrati zato što se gubi bod za svaki stavljeni

kamen.

Slika 3.14 Kamen u svom teritoriju

Na slici 3.15, teritorij bijelog vrijedi 5 bodova. Ako crni odigra kamen broj 1 unutar

tog teritorija, bijeli će jednostavno ignorirati taj potez. Na kraju igre, crni kamen će biti

19

uklonjen kao mrtav. Bijeli će imati 5 bodova teritorij, plus jedan zarobljenik, što je ukupno

6 bodova. Znači, crni je samo dao bijelom jednog dodatnog zarobljenika. Prema tome, bod

gubite i ako igrate u teritorij protivnika.

Slika 3.15 Kamen u protivničkom teritoriju

Tijekom igre igrači pokušavaju osvojiti što veći teritorij, spriječiti protivnika u istim

nastojanjima, zarobiti protivničke kamenove i zaštititi svoje od iste sudbine. Kada se cijela

ploča podijeli na crni i bijeli teritorij i svi kamenovi su živi ili mrtvi, više nema poteza koji

donose bodove. Jedino ostaje da se popune neutralni bodovi i to je sve. Svaki slijedeći

potez bi vodio gubljenju bodova zato što mora biti odigran u nečiji teritorij. Kada se ovo

dogodi oba igrača kažu pass (propuštaju potez, jer ne žele odigrati potez kojim bi izgubili

bod) i igra je gotova.

Go njeguje beskompromisnost u igri. Da se izbjegne neodlučan ishod, koji je i inače

rijedak, pravilo kaže da kod jednakog broja bodova na kraju pobjeđuje bijeli. U

ravnopravnim igrama bijeli dobiva odštetu u bodovima zato što igra drugi (komi), a u

prednosnim igrama crni na početku igra od jednog do devet poteza odjednom, u pravilu na

zvijezde. To je ujedno i jedna od mnogih ugodnih prednosti Go-a jer za uzbudljivu igru

nije potreban protivnik jednake snage i iskustva. Prednosnim igrama i komi pravilom Go

dozvoljava izjednačenje obaju protivnika. Što je veća razlika snaga i iskustva igrača, to se

više kamenova dodaje na ploču.

Naveden je primjer igre na ploči 7×7 koji je prikazan na slici 3.16. Potezom 5, crni

igrač je pokušao proširiti svoj dio teritorija ploče, istovremeno smanjujući teritorij bijelog

igrača. Potezom 8 bijeli je pokušao primijeniti istu strategiju. Nakon što su sve granice

jasno utvrđene, igra je gotova.

20

Slika 3.16 Potezi od 1 – 10; Potezi od 11 – 22; Brojanje

21

4. RAČUNALA ZA UPRAVLJANJE PROCESIMA –

PROGRAMABILNI LOGIČKI KONTROLERI

Programabilni logički kontroleri (PLC) su se pojavili krajem 70-tih godina kao

zamjena za upravljačke ormare s relejima i sklopnicima za kontrolu strojeva. Koriste se u

primjenama gdje se zahtjeva mali broj primjeraka jednog upravljačkog rješenja, npr. u

automatizaciji tehničkih procesa. Najčešće ih se susreće u industriji, tj. u raznim

postrojenjima gdje su automatizirani razni procesi sastavljanja, pakiranja ili ostalog rada s

raznim proizvodima i materijalima. Pokazali su se najisplativijim rješenjem automatizacije

postrojenja i zato su tako široko rasprostranjeni. Primjenjuju se na nižim razinama vođenja

u tehničkim sustavima kao što je i prikazano slikom 4.1.

Slika 4.1 Primjena PLC-a

PLC sadrži procesorske, ulazno-izlazne, memorijske, regulacijske, komunikacijske i

druge module čijim povezivanjem je moguće izgraditi upravljački sustav željenih

svojstava. Dijelovi od kojih se u pravilu sastoji PLC su CPU (Central Processing Unit –

Centralna Upravljačka Jedinica), memorijska područja i prilagođeni krugovi za primanje i

slanje ulaznih i izlaznih podataka. PLC zapravo sadrži puno odvojenih releja, brojača,

mjerača vremena i lokacija za spremanje podataka. Sve navedeno zapravo ne postoji u

fizičkom smislu, već se simulira kroz programsku podršku, odnosno bit lokacije u

registrima.

22

Rad PLC-a se može opisati kao stalno skeniranje programa. Taj ciklus se sastoji od 3

bitna dijela. Obično ih ima više, ali ova 3 se mogu izdvojiti kao najbitnija. Ostali se bave

provjerom sustava i obnavljanjem trenutnih stanja vrijednosti unutarnjih brojača i mjerača

vremena.

Izvršavanje programa

Provjera stanja ulaza

Obnavljanje stanja izlaza

Slika 4.2 Rad PLC-a

1. korak – Provjera stanja ulaza – Najprije PLC provjeri stanja svih ulaza i utvrdi jesu

li uključeni ili su isključeni. Te podatke sprema u svoju memoriju i koristi ih u

slijedećim koracima.

2. korak – Izvršavanje programa – Slijedeće što PLC napravi jeste izvršavanje

korisničkog programa instrukciju po instrukciju. Tako na osnovu programa i

spremljenih podataka o stanjima ulaza provjerava ovisnost izlaza o ulazima te

odlučuje koji izlaz treba uključiti ili isključiti. Tada sprema podatke o izvršavanju

za kasniju uporabu u slijedećem koraku.

3. korak – Obnavljanje stanja izlaza – Konačno, PLC obnavlja stanja izlaza. To čini

temeljem stanja ulaza iz prvog koraka i rezultata izvršavanja programa tijekom

drugog koraka. Tako uključuje ili isključuje odgovarajuće izlaze.

Nakon trećeg koraka PLC se vraća na prvi korak i neprekidno ponavlja korake. Jedno

vrijeme skeniranja se definira kao vrijeme potrebno za izvršavanje ta tri koraka.

4.1 KONFIGURIRANJE PLC-A

PLC-ovi omogućuju modularnu konfiguraciju svakog pojedinog kontrolera,

povezivanjem više različitih, odgovarajućih modula prema zadanoj namjeni:

• modul izvora napajanja odabire se prema potrebnoj snazi (struji),

23

• modul centralne procesorske jedinice (CPU modul) odabire se prema potrebnom

vremenu uzorkovanja (brzina, ugrađeno sklopovlje),

• prema potrebnom broju i vrsti ulaza i izlaza odabiru se signalni moduli (digitalni i

analogni ulazi i izlazi),

• prema vrsti mreže odabire se komunikacijski procesor, odnosno komunikacijski

međusklop (AS-i, MPI, Profibus, Industrijski Ethernet).

• za obradu vremenski kritičnih signala odabiru se posebni funkcijski moduli,

• u slučaju potrebe za proširenjem dozvoljenog broja signalnih modula dodaje se

povezni modul.

Konfiguracija

Instalacija

Ožičavanje

Je li potrebna podmreža? Mreža

Adrese

Kraj

Ne

Da

Slika 4.3 Konfiguriranje PLC-a

Niz proizvođača nudi palete PLC-ova različitih razina složenosti, prikladnih za

industrijsku automatizaciju tehničkih sustava različite složenosti. PLC s kojim raspolažemo

je Siemens Simatic porodice S7, odnosno porodice 300, tj. točnije radi se o 314 IFM.

Konfiguracija sklopovlja sastoji se od slijedećih komponenti:

1. PS 307 10A napajanje,

2. 314 IFM 6ES7 314-5AE10-0AB0 V1.2.

24

4.2 PROGRAMIRANJE PLC-A

U CPU modulu PLC-a neprekidno se izvode dva programa: operacijski sustav i

korisnički program. Operacijski sustav zadužen je za organizaciju rada CPU modula i

raspoređivanje poslova. Promjena parametara operacijskog sustava omogućuje promjenu

ponašanja PLC-a. Korisnički program sadrži module potrebne za realizaciju zadanih

funkcija automatizacije. Trajanje ciklusa, koje određuje i vrijeme odziva, je suma vremena

izvođenja funkcija operacijskog sustava i korisničkog programa.

PLC-ovi se programiraju ljestvičastim dijagramima (LAD), funkcijskim blokovima

(FBD), listom naredbi (STL) i u višim jezicima (C++).

Lista naredbi (STL - statement list) - programski kod u instrukcijama danog PLC-a

(slično assembleru)

Funkcijski blok dijagram (FBD) – funkcijski blokovi (AND, OR, PI regulator,

množenje, sumiranje) povezuju se u blokovsku shemu

Ljestvičasti dijagram (LAD - Ladder Diagram) - dijagram sličan relejnim shemama

Slika 4.4 Načini programiranja PLC-a

4.3 KOMUNIKACIJA

Za komunikaciju između računala i PLC-a koristi se Multipoint Interface (MPI)

protokol. On je namijenjen uporabi na razini upravljanja i regulacije i na razini vođenja

postrojenja ili procesa, za povezivanje manjeg broja uređaja. Prvenstveno se koristi kao

sučelje za programiranje PLC-a. MPI sučelje integrirano je u sve CPU module i dozvoljava

samo jedan programatorski uređaj. Iako je brzina prijenosa relativno malena, nedovoljna za

zahtjevnije aplikacije, ovdje će biti sasvim zadovoljavajuća.

25

Tablica 4.1 MPI svojstva

Standard SIEMENS specifikacije

Broj uređaja Maksimalno 32 aktivna

Tehnika pristupa Dodavanje tokena

Brzina prijenosa 187.5Kbit/s

Medij prijenosa Dvojezgreni oklopljeni kabel, optičko vlakno (stakleno

ili plastično)

Maksimalna duljina mreže 50m duljina segmenta, uz RS 485 pojačivače signala i

do 1100m, s optičkim vlaknima i do 100km

Topologija Linija, stablo, zvijezda, prsten

Usluge S7 funkcije

Globalne komunikacije podataka

4.4 SIEMENS S7-314 IFM

Porodica PLC-ova SIEMENS S7-300 koristi se za automatizaciju decentralnih

procesa srednjeg stupnja složenosti. IFM (Integrated Function Module) sadrži dodatnu

količinu analognih i digitalnih ulaza i izlaza, zajedno s utorom za memorijsku karticu za

programiranje ili širenje memorije.

Osim ulaza i izlaza, integrirana su i 2 sklopovska brojača, frekvenciometri (mjere do

10kHz ako se spoje na neki od 4 posebna digitalna ulaza - High Frequency Counter) i dio

za pozicioniranje.

U 314 IFM brojači su funkcionalne jedinice koje broje događaje. Oni nisu

sklopovski, nego programski izvedeni u BIOS-u. Najviše ih je istovremeno 64 aktivno i

broje od 0 do 999 u nekoj jedinici vremena. Mogu se podesiti da budu retentivni, tj. da

pamte izbrojene podatke i pri nestanku napajanja. Brojači od C0 do C7 su retentivni.

Mjerači vremena služe za generiranje vremenskih intervala. Njih ima 128, a

retentivni su od T0 do T7. Oni generiraju vremenske intervale od 10ms do 9990s

(maksimalno se može postići frekvencija 100Hz). To su programske funkcijske rutine koje

se osvježavaju svakih 10ms i rade odvojeno od programa, ali ih možemo u njemu koristiti.

Bit memorije su adresabilne na razini bita i ima ih retentivno 2048 bitova od kojih je

8 memorijskih lokacija (byte-ova) za sat stvarnog vremena.

26

Tablica 4.2 Svojstva 314 IFM

CPU 314 IFM

Radna frekvencija mikroprocesora 16-20 MHz

Memorija:

programska (proširivo do 4MByte) 48KByte

interna (statička, radna – podaci za privremeno

spremanje varijabli)

32KByte

retentivna 144byte

Vremena obrade:

bit operacije 300ns

operacije riječi min. 1µs

aritmetika nepomičnog zareza min. 2µs

aritmetika pomičnog zareza min. 50µs

16 digitalnih izlaza

20 digitalnih ulaza, od toga 4

specijalna

4 analogna ulaza

Integrirani ulazi i izlazi:

1 analogni izlaz

Mjerači vremena/Brojači 256/256

Bit memorije 2KByte

Radni napon (iz njega se napajaju svi senzori, moduli

i izvršne jedinice)

24V DC

(može varirati od 20,4V-28,8V)

Potrošnja mikroprocesora 1A, 20W

Moguće proširenje 3 šine, 8 modula po šini

Dimenzije (mm) 40×125×130

Pri programiranju 314 IFM postoje slijedeći blokovi:

• DB - (Data Block - podatkovni) postoji 127 njih (kao datoteke), jedan

maksimalno može biti 8KByte-a;

• OB - (Organization Block - organizacijski) to su izvršne datoteke (kao .exe

na PC-u), ima ih maksimalno 255, OB1 mora postojati, a ostali se pozivaju;

• FB - (Function Block - funkcijski) služe za podfunkcije;

• FC - funkcije vezane DB-ovima.

27

Ulazi i izlazi se označavaju posebnim oznakama, I - ulazni podaci (ulaz), Q - izlazni

podaci (izlaz). Jednoznačno su određeni oznakom ulaza ili izlaza, potom rednim brojem

bajta i bita međusobno odvojenih točkom, npr. Q124.2, ili I 125.6.

Pri programiranju 314 IFM, izvršavaju se ciklusi od 100ms (program se izvršava 10

puta u sekundi) s tim da su za 314 IFM moguće korekcije od 770-1340ms. Obnavljanje

slika ulaza i izlaza je približno 150µs (zanemarivo malo).

28

5. PROGRAMSKA PODRŠKA

5.1 STEP7

STEP7 je standardni programski paket tvrtke Siemens koji se koristi za konfiguraciju

i programiranje SIMATIC programabilnih logičkih kontrolera i dio je SIMATIC

proizvodnje programske podrške. Postoji nekoliko varijanti, a ovdje je korištena ona za

uporabu na SIMATIC S7-300/S7-400, SIMATIC M7-300/M7-400 i SIMATIC C7, sa

širokim spektrom funkcija:

- može se proširiti kao opcija u SIMATIC industrijskoj programskoj podršci;

- dodjela parametara funkcijskim modulima i komunikacijskim procesorima;

- nasilni i višeračunalni način rada;

- globalna međupodatkovna komunikacija;

- događajem vođen prijenos podataka koristeći komunikacijske funkcijske

blokove;

- konfiguracija veza.

Uobičajena programska podrška podržava sve faze stvaranja procesa automatizacije:

- postavljanje i upravljanje projektima;

- konfiguracija i dodjela parametara sklopovlju i komunikaciji;

- upravljanje simbolima;

- stvaranje programa, npr. za S7 programabilne kontrolere;

- prijenos programa na programabilni kontroler;

- testiranje sustava za automatizaciju;

- dijagnostika kvarova.

Sučelje STEP7 programskog paketa je pregledno i lako za korištenje, a

dokumentacija osigurava sve potrebne informacije bilo u PDF formatu ili na Internetu.

Uobičajeni paket STEP7 programske podrške sadrži brojne aplikacije i alate unutar

paketa prikazane slikom 5.1.

29

Slika 5.1 Aplikacije u STEP7

Nije potrebno pojedino otvarati alate, jer se automatski pokreću kada se odabire

odgovarajuća funkcija ili otvori objekt.

STEP7 programskim paketom se upravlja kroz SIMATIC Manager koji je ljuska više

alata. Sastoji se od nekoliko komponenti, od kojih je za rad najbitniji S7-PLCSIM. To je

simulator procesa koji omogućuje provjeru ispravnosti i doradu PLC programa bez rada i

povezivanja samog kontrolera. Također ima pregledno sučelje u kojem se mogu predočiti i

mijenjati sve varijable bit memorija, kao i registri, ulazi i izlazi, brojači te mjerači

vremena. Simulator se pokreće u SIMATIC Manager ljusci pritiskom na dugme .

Podržava rad porodica Siemens S7-300 ili S7-400 PLC-ova, kao i CPU 317-T. Također se

mogu promijeniti modovi rada PLC-a (STOP, RUN, RUN-P) kao na pravom PLC uređaju.

Dodatno se u simulatoru može trenutno pauzirati izvršavanje programa bez utjecaja na

stanja programa.

5.2 WINCC

Windows Control Center (WinCC) je programska podrška tvrtke Siemens i služi za

vizualizaciju procesa. On je i svojevrsna SCADA (System Controlling And Data

Acquisition) za udaljeni nadzor i kontrolu procesa. To je, također, moćan sustav sučelja

ljudi i strojeva, odnosno operatora i procesa. Proces automatizacije zapravo zadržava

stvarni nadzor nad procesom. Način rada prikazan je slikom 5.2.

30

Slika 5.2 Rad WinCC programa

WinCC služi za vizualizaciju procesa i razvoj grafičkog korisničkog sučelja za

operatore. On omogućava operatoru praćenje procesa. Proces se grafički prikazuje na

ekranu. Slika na ekranu se obnavlja svaki puta kada se dogodi promjena u sustavu. WinCC

dozvoljava operatoru kontrolu nad procesom tako da se iz sučelja može direktno upravljati

procesom. Alarm će automatski javiti događaj kritičnog statusa procesa. Kada se radi s

WinCC-om, vrijednosti procesa se mogu ispisati ili elektronički sačuvati.

WinCC funkcionira vrlo učinkovito sa sustavima automatizacije SIMATIC porodice

proizvoda. Također podržava sustave ostalih proizvođača. Otvorena WinCC programska

sučelja omogućuju spajanje programa i kontrolu procesa i procesnih podataka. WinCC se

može optimalno prilagoditi za zahtjeve procesa. Podržan je opširan raspon konfiguracijskih

mogućnosti, od jednokorisničkog sustava i korisničko-poslužiteljskog sustava sve do

zalihosnih raspodijeljenih sustava s nekoliko poslužitelja. WinCC konfiguracija se može

promijeniti u bilo koje vrijeme, čak i naknadno. To neće ometati postojeće projekte.

WinCC je sustav sučelja osoblja i automata, koji je sukladan Internetu te olakšava ugradnju

korisničkih rješenja za uporabu na Internetu.

WinCC je industrijski i tehnološki neutralan sustav za rješavanje vizualnih i

upravljačkih zadataka u proizvodnji i automatizaciji procesa. Nudi funkcijske module za

prikaz grafike, osigurava poruke, spremanje podataka, kao i izvješća prikladna za primjenu

u industriji. Njegovo visokokvalitetno spajanje procesa, brzo obnavljanje slika i pouzdano

31

spremanje podataka osiguravaju visoku pouzdanost. Dodatno tim funkcijama sustava,

WinCC osigurava otvorena sučelja za korisnička rješenja. To omogućava integraciju

WinCC-a u složena rješenja automatizacije velikih tvrtki. Uključeni su pristup arhivi

podataka kroz ODBC i SQL, kao i povezivanje objekata kroz OLE2.0 i ActiveX.

Temelj WinCC-a je Windows NT 32-bitni operativni sustav, koji svojim svojstvima

omogućuje brze odzive na događaje procesa i osigurava visoki nivo zaštite od gubitka

podataka. Također nudi funkcije koje se temelje na sigurnosti. Sam WinCC je također 32-

bitna aplikacija.

Pokretanjem WinCC-a otvara se njegov pretraživač u kojem se nalaze mnogi alati u

kojima se mogu izvesti mnogi zadaci danih operacijskih i upravljačkih sustava. Jedan od

važnijih alata je Dizajner grafike. To je vektorski grafički program za stvaranje slika

procesa. Sadrži brojne objekte koji se nalaze u odgovarajućim paletama, a mogu se

iskoristiti za stvaranje slika složenih procesa. Dinamika se dodaje pojedinom objektu

pomoću oznaka. Oznake se također stvaraju u alatu za Upravljanje oznakama. Oznake

sadrže ime i fizičku adresu u memoriji kontrolera. Komunikacija između WinCC-a i

upravljačke jedinice (osobno računalo) je određena već opisanim MPI sučeljem.

32

6. PRIKAZ IGRE

Prikaz igre se sastoji od tri dijela. Prvi je materijalni dio igre u obliku makete na kojoj

dva igrača mogu igrati igru. Drugi dio je veza makete i PLC-a u vidu matričnog skeniranja

pomoću kojeg PLC vidi stanja na ploči s kojom je elektronički povezan. Treći dio je veza

između računala i automata kroz grafičko sučelje na ekranu računala preko kojega se vide

stanja makete tijekom igre.

6.1 MAKETA

Kako je Go kompleksna igra, za potrebe ovog rada smanjit će se obujam pravila igre.

Najveći problem bio je izraditi maketu prosječnih dimenzija na koju stane standardno polje

Go ploče, te je stoga polje smanjeno na 4×4. To će biti dovoljno za demonstraciju igre i

postupke rada automata. Broj kamenova svakoga igrača je 12. Iz navedenih razloga, na

ploči nema polja zvijezda, a i komi pravilo je smanjeno tako da iznosi 2 boda, a ne 5½.

Brojanje bodova također je pojednostavljeno: osvojeni dio ploče se sastoji od kamenova na

ploči i od kamenova koji bi se sigurno mogli dodati, tj. praznih mjesta unutar svoga

prostora.

Za izradu makete korištene su dvije ploče bijelog pleksiglasa dimenzija 37×37cm i

drvene letvice širine 4cm i debljine 1cm. Na plohu navedenih dimenzija nacrtano je polje

za igru Go dimenzija 4×4, kao i mjesta za odlaganje 12 bijelih i 12 crnih figura.

Na polja igre Go, odnosno na mjestima presjecišta polja, pomoću mikro buksni

napravljena su mjesta namijenjena za stavljanje figura, poput utikača, dok su odlagališta

figura jednostavne odgovarajuće rupice u materijalu, električki nepovezane. Same figure su

također kružići izrezani iz jednake pleksiglas ploče, promjera 4cm na koje su umetnute po

dvije mikro banane, poput utičnica, u odgovarajućem rasporedu koji nije isti za crne i

bijele figure. Te dvije utičnice spojene su diodom kao na slici 6.1, tako da se onemoguće

povratne veze pa tako impulsi informacija idu u jednome smjeru. Oznake na figurama

služe za pravilan način stavljanja istih na polje. Oznake trebaju biti okrenute prema donjem

dijelu ploče, zbog dioda na figurama. Kada bi se suprotno okrenule figure, diode ne bi

sprečavale put signalu i stvarale bi se povratne veze zbog kojih automat ne bi točno

detektirao stanje na ploči.

33

a) b) c)

Slika 6.1 Prikaz figura: a) crna figura; b) bijela figura; c) polje na Go ploči za

stavljanje figure

Polje za igru koje se sastoji od 3×4×4 mikro buksne je električki povezano na

slijedeći način. Na slici 6.1, crni kružići simboliziraju linije, kasnije označene oznakama od

L1 do L4, a crveni i plavi kružići simboliziraju stupce, kasnije označene oznakama S1 do

S8. Zelena linija predstavlja kratki spoj pomoću diode. Kako na polju ima točno po 16 od

svakih kružića, a četverostruko manje oznaka, jasno je da se svaki redak, odnosno stupac

istobojnih kružića kratko spaja te se dobiva struktura ožičavanja prikazana na slici 6.2. Na

takav se način jednostavnim matričnim skeniranjem omogućuje detekcija figure na ploči,

kao i njena boja, budući da se radi o različitom električnom spoju raznobojnih figura.

Diode na linijama L1 do L4 služe za sprečavanje povratka signala u izvor signala, tj.

digitalne izlaze automata PLC.

34

S1

L1

L2

L3

L4

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

Slika 6.2 Ožičavanje polja igre Go

Osim samih figura i polja za igru, na maketi se nalaze 5 tipkala, po dva kraj svakog

igrača. Jedno od njih (T1 za Bijelog, T3 za Crnog igrača) služi za brojanje zarobljenih

figura suprotnog igrača, tj. za brojanje bodova, dok drugo (T2 za Bijelog, T4 za Crnog

igrača) služi za poticaje učenja igre. Ti poticaji zajedno s bodovnim stanjima određuju

zadovoljstvo pojedinog igrača. Tipkalo u sredini (T5), služi za početak igre, tj. matričnog

skeniranja koje zahtijeva početni impuls. Na maketi su također i 2 prekidača za

uspostavljanje P-A-C faza te 3 LE diode koje signaliziraju iste faze, ili pak eventualne

greške ili odstupanja. Rade na način da prekidač P1 pali P-fazu (Roditelj), odnosno crvenu

LE diodu, prekidač P2 pali C-fazu (Dijete), odnosno zelenu LE diodu, dok oba prekidača

zajedno pale A-fazu (Odraslu osobu), odnosno žutu LE diodu. Ukoliko su oba prekidača

isključena, onemogućeno je djelovanje P-A-C algoritama, te učenje. Tada se igra samo

prati putem sučelja. Ukoliko dođe do pogreške ili odstupanja, prikladna LE dioda će

35

treptati određenom frekvencijom za signalizaciju kvara ili greške u pojedinoj fazi.

Električno spajanje navedenih elemenata je jednostavno i prikazano slikom 6.3.

2k2 2k2

LED1 (+24 )V LED2 (+24 )V

+24V

P1

+24V

P1

+24VT5

+24VT1

+24VT3

+24VT2

+24VT4

2k2

LED3 (+24 )V

Slika 6.3 Ožičavanje ostalih dijelova makete

Adrese u navedenim shemama su simboličke i u programu se zamjenjuju fizičkim

adresama koje su uistinu adrese ulaza i izlaza PLC-a. Kako postoji 22 signala, uz signal

mase i napajanja, zgodno je bilo spojiti sve na DB25 konektor te napraviti prikladan kabel

za spajanje signala ulaza i izlaza makete na 40-polni vijčani konektor PLC-a.

Iz navedenoga jasno se vidi da su performanse 314IFM i više nego dovoljne za

projekt te nije potrebno koristiti analogne ulaze i izlaze, niti 4 specijalna digitalna ulaza,

kao niti jedan dodatni modul.

36

Tablica 6.1 Simboličke i fizičke adrese i broj pina na DB25 konektoru

Simbolička adresa Fizička adresa Broj pina na DB25 konektoru

S1 I 124.0 12

S2 I 124.1 10

S3 I 124.2 8

S4 I 124.3 6

S5 I 124.4 11

S6 I 124.5 9

S7 I 124.6 7

S8 I 124.7 5

T1 I 125.0 19

T2 I 125.1 20

T3 I 125.2 17

T4 I 125.3 16

T5 I 125.4 18

P1 I 125.5 22

P2 I 125.6 21

L1 Q 124.0 1

L2 Q 124.1 2

L3 Q 124.2 3

L4 Q 124.3 4

LED3 Q 124.4 13

LED2 Q 124.5 14

LED1 Q 124.6 15

+24V L+ 23

0V M 25

37

Slika 6.4 Maketa spojena na PLC

Slika 6.5 Maketa

38

6.2 MATRIČNO SKENIRANJE

Ovaj način programiranja PLC-a omogućit će automatu uvid u stanja na ploči za Go.

Tako će automat biti svjestan koliko je figura na polju i u kojem su međusobnom

razmještaju. Taj svojevrstan «vid» automata, odnosno senzor za ulaze stanja, omogućuje

učenje pravila igre u skladu s P-A-C dijagramima. Matrično skeniranje odlično funkcionira

za primjene na npr. raznim tipkovnicama ili u primjenama gdje u matrici stanja imamo

kratke vremenske impulse signala. Ovdje je to poteškoća jer pri stavljanju figura stanja

ostaju trajna dok se figure ne uklone i tako je uobičajeno matrično skeniranje ovdje

prepravljeno u smislu da su onemogućene povratne petlje signala diodama kako je opisano

u poglavlju o samoj maketi.

Osnove matričnog skeniranja se sastoje u tome da se na linije L1-L4 naizmjenično

šalju impulsi, budući da su to izlazi PLC-a, te se čitaju stanja ulaza i ovisno o njima

automat «vidi» raspored figura na polju. Za početak matričnog skeniranja potrebno je

poslati početni impuls tipkalom T5. Slanje naizmjeničnih impulsa u trajanju od 100ms je

riješeno pomoću 4 mjerača vremena uzastopno i ciklički spojenih, tako da se stanja linija

L1-L4 prikazana tablicom vrte u beskonačnoj petlji.

Tablica 6.2 Stanja linija L1-L4

L1 L2 L3 L4 Varijabla

1 0 0 0 M 4.0

0 1 0 0 M 4.1

0 0 1 0 M 4.2

0 0 0 1 M 4.3

Skeniranje ulaza S1-S8 govori nam o tome je li pojedino polje na ploči prazno ili

puno, te ukoliko je puno, je li na njemu crna ili bijela figura. Označimo polja ploče redom

od 1 do 16 kako je prikazano na slici 6.6.

39

CR

NI B

IJE

LI

1 2 36

487

11 12161514

1095

13

Slika 6.6 Polja na ploči

Ukoliko se uz poslan signal na L1, na S1 očita signal, jasno je da je na polju 1 crna

figura. Ukoliko se pak uz isti signal L1 očita signal na S5, na polju 1 je bijela figura.

Ukoliko uz signal na L1 ni na S1, ni na S5 nema signala, polje 1 je prazno. Isti princip se

primjenjuje na sva ostala polja, uz adekvatne signale L1 za polja 1, 2, 3 i 4, L2 za polje 5,

6, 7 i 8, L3 za polja 9, 10, 11 i 12, L4 za polja 13, 14, 15 i 16, S1 i S5 za polja 1, 5, 9 i 13,

S2 i S6 za polja 2, 6, 10 i 14, S3 i S7 za polja 3, 7, 11 i 15, S4 i S8 za polja 4, 8, 12 i 16. Pri

tome se ulazi S1-S4 aktiviraju za crne figure, a S5-S8 za bijele figure.

U samom programu, zbog lakšeg snalaženja, stanja na ploči, kao i stanja linija L1-L4

se zapisuju u pomoćne varijable. Tako varijable M0 i M1, svaka sa svojih 8 bitova, redom

označavaju polja od 1 do 16, tj. je li polje prazno ili puno, pri čemu je polje puno ukoliko

je signal u danoj varijabli. Analogno tome, varijable M2 i M3 označavaju boju figure, s tim

da je crna figura na ploči ukoliko ima signala na odgovarajućoj varijabli, a bijela ukoliko

ga nema. Program je izrađen u Simatic Step7 programu u FBD načinu programiranja zbog

preglednosti detalja algoritma. Zbog lakšeg rada, uporabe i snalaženja, izrađena je tablica

simbola prikazana slikom 6.7. Cijeli program sastoji se od 81 mreže. Cijeli programski kod

može se naći u Prilogu 2.

40

Slika 6.7 Tablica simbola

6.3 SUČELJE

Za izradu sučelja u već opisanom WinCC programu najprije je bilo potrebno

definirati veze između stanja objekata u samom sučelju i stvarnih memorijskih lokacija u

automatu pomoću odgovarajućih oznaka (engl. tag) u alatu Tag Management kao što je

prikazano slikom 6.8.

41

Slika 6.8 Alat za oznake i popis svih oznaka

Kao što je jasno, postoje posebne oznake za prazna polja, kao i za polja s bijelom

figurom te za polja sa crnog figurom, i naravno, oznake za sve tri diode, kao i dva brojača.

Te oznake se u alatu za grafičku obradu sučelja Graphics Designer povezuju s grafičkim

objektima. Kako je u sustavu omogućeno da se grafički objekt pojavljuje na sučelju za

42

neaktivno stanje varijable na koju je vezan oznakom, bilo je potrebno napraviti posebne

varijable i oznake u programu. Tako je za aktivno stanje varijable pojedini grafički objekt

proziran. To je omogućilo postavljanje tri zasebna kruga različitih boja (sivoga za prazno

polje, bijeloga za polje s bijelom figurom i crnoga za polje sa crnom figurom) jedan na

drugoga, što u konačnici daje privid dinamike igre. Postavke tih krugova dane su slikom

6.9.

Slika 6.9 Postavke grafičkih objekata

Slika sučelja je napravljena slično maketi, a ipak jednostavno, kao na slici 6.10.

Slika 6.10 Izgled sučelja i primjer igre

43

7. MORFO-SEMANTIČKA ANALIZA

Ova vrsta analize dobiva se obradom teksta pomoću sustava Morfologija [14]. To je

alat za morfološku i semantičku analizu teksta, koji kao krajnji rezultat ima pronalazak

korijenskih riječi promatranog teksta. Iz teksta kreira grupe riječi koje dijele slična

morfološka i/ili semantička svojstva. Do korijenskih riječi teksta dolazi određivanjem

zajedničkog skupa znakova određene, morfološki slične, grupe riječi. Tako dobivene

korijenske riječi koristit će se za konverzaciju učitelja i automata.

Cjelokupnom opisu igre iz 3. poglavlja dodano je još opisa iz brojnih izvora sličnih

jezika tako da je na taj način dobiven tekst s otprilike dvadesetak tisuća riječi. Opisanom

analizom tog teksta s okolinom od 50 riječi s obje strane i s parametrom broja dimenzija

latentne semantičke analize 1000 i parametrom broja dimenzija u reduciranom prostoru

300, izdvojeno je 100 korijenskih riječi proširenog opisa igre. Oni su dani u tablici 7.1.

Tablica 7.1 Korjenovi proširenog opisa igre

igra kamen crn slobod ada tez igr jedn bije ima

grup kame ali koj ako ploč jer dva tako mož

amo protivni treb broj sta jeda poen bel kao nije

zarobljav znač slic pravi što drug mogu kaz zarob taj

moz viš oko tabl gleda stav iti sve ist ovo

part stavlj teritor prosto prav digra vak kraj nema sjeciš

sto raz igrač svoj već bli sluča oka koje još

red gubi stoj eki koja lije ijel kamenčić pre tri

zarobljen dan mjest zarobl zna partij bez nisu mrt prvi

bil rad ora bod ćemo kolik ziv crno nek stva

Vidljivo je da među rezultatima ima dosta korjenova koji pripadaju tuđim jezicima i

nisu sasvim jasni ni iskoristivi. Njih je oko 20%. U tu svrhu napravljen je pohrvaćeni opis

igre koji je dan u Prilogu 1. Sadrži otprilike 1600 riječi. Analizom tog teksta trebamo

dobiti «čišće» korjenove za konverzaciju učitelja i automata, tj. opis igre i učenje. Obzirom

na veličinu teksta, analiza je prilagođena tako da se okolina semantičke analize teksta

smanjila na 8 okolnih riječi s obje strane, te je kao parametar broja dimenzija latentne

44

semantičke analize zadan 200, a kao parametar broja dimenzija u reduciranom prostoru je

zadan 50. Ponovno je izdvojeno 100 korijenskih riječi.

Tablica 7.2 Korjenovi pohrvaćenog opisa igre

igra kamen igr ploč ako koj kretanj bod

protivni jedn ijel može prav tez sjecišt ili

stoj kra pote što slobod jeda ima više

prv dva kada vije dnos svak dan skupin

živo samo prazn oko stup broj crni oba

mrtv veličin kao jer svoj nema ali dručj

boje pravil tijek zato zarobljen sluča uklanja razli

stručn sve izmjeničn linij dje ono nije gubi

pri drug vezan ziv isti susjedn druč ziva

biti vremen igur stal staj prem dovoljn stavljen

propušta bjednik taj toga imat zajedničk ist pun

ovo zbog dvij sljedeć dvadese snag koris utraln

definicij mogu navljanj neće

Sada je očito da se broj tuđih i nejasnih korjenova znatno smanjio i iznosi oko 10%.

Distinkcijom obaju opisa može se doći do skupa korijenskih riječi opisa igre Go od

stotinjak iskoristivih korijenskih riječi. Još učinkovitija bi bila podjela na predikatne,

subjektne i atributne korijene od kojih se mogu slagati rečenice za konverzaciju.

45

8. ZAKLJUČAK

U ovom diplomskom radu se praktično i teorijski obradila mogućnost prikaza učenja

igre Go automatu fenomenološkim P-A-C pristupom. Osnovna svrha bila je predočiti

teorije takvog načina učenja, konstruirati platformu i opisati sklopovski i programski

scenarij takvog učenja, kao i opisati igru Go.

Nadogradnja koja bi upotpunila rad, sastojala bi se od kamere koja bi služila za

kontrolu učenja igre, kao i etičnosti pri tome. Slijedeće je sučelje koje bi kao rezultat

morfo-semantičke analize služilo za povezivanje postojećih veza i sučelja u sustavu s

učenjem automata. Automat promatra igru, tj. dva igrača kako igraju na maketi, koja je

ustvari ekstenzivno osjetilo stroja. Osim toga, postoji učitelj s kojim automat vodi razgovor

«korijenskim jezikom» kroz konverzacijsko sučelje. Dakako, uz razgovor s učiteljem,

podučavanje se treba izvoditi programski, mogućim opisom osnovnih pravila automatu

strojnim jezikom. Kako potezi igre Go ovise jedan o drugome, tako interakcije u

konverzaciji automata i učitelja također međusobno ovise. Interakcije se mogu napraviti

tvoreći jednostavne rečenice korijenskim riječima koje su rezultat morfo-semantičke

analize opisa igre Go.

Kao eventualno otvoreno pitanje i još jedna mogućnost za nadogradnju, ostaje

razmatranje učinkovitosti iznesenog načina učenja automata kao i funkcionalnost.

LITERATURA

[1] Antonić, D., Predavanja kolegija Računala i procesi, ETF Osijek, 2005.,

http://www.etfos.hr/~dantonic/Nastava/rip/rip.htm

[2] Beck-Dvoržak M., Grubić, M., Medicinska psihologija djeteta, str. 47.-66., u Mardešić,

D., Pedijatrija, Školska knjiga, Zagreb, 2000.

[3] Harris, T. A., I'm OK – You're OK, Avon, New York, 1973.

[4] http://croatia.european-go.org/

[5] http://goskola.blog.hr

[6] http://hr.wikipedia.org/wiki/Go

[7] http://solair.eunet.yu/~jovilic/prig.html

[8] http://www.european-go.org/croatia/sekcije/tekstprogram.htm

[9] http://www.plcs.net

[10] Hughes, S., Jean Piaget's Educational Theory, NewFoundations, 2001.,

http://www.newfoundations.com/GALLERY/Piaget.htm

[11] Jović, F., Possibilities of internal state description in automata by means of

qualitative data coding, Contribution to the VIP Scientific Forum, IPSI-2005, Bled,

Slovenia, 2005.

[12] Klaić, B., Rječnik stranih riječi, Nakladni zavod MH, Zagreb, 1978.

[13] Pelaez, J. R., Plato's theory of ideas revisited, Department of Mathematical

Engineering, Faculty of Engineering, The University of Tokyo, 7-3-1 Bunkyo-ku, Tokyo

113, Japan, 1997 Special Issue, http://www.sciencedirect.com

[14] Radoš, Z., Mogućnost traženja korijenskih riječi morfo-semantičkom analizom teksta,

Elektrotehnički fakultet Osijek, 2004.

[15] Radoš, Z., Jović, F., Job, J., Extracting most frequent Croatian root words using

digram comparison and latent semantic analysis, Proceedings of the 7th International

Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2005), Miami, Florida, USA, May

24-28, 2005.

[16] Sawicki, M., Edmund Husserl (1859-1938), The Internet Encyclopedia of Philosophy,

2006., http://www.utm.edu/research/iep/h/husserl.htm

[17] Siemens, SIMATIC HMI WinCC Getting Started Manual, Edition March 2000,

6ZB5370-0CM02-0BA4, http://www.siemens.com

[18] Siemens, SIMATIC HMI WinCC Manual Volume 1 / 2, Edition August 1999,

http://www.siemens.com

[19] Siemens, SIMATIC Programming with STEP 7 V5.1 Manual, Edition 08/2000,

A5E00069873-03, http://www.siemens.com

[20] Siemens, SIMATIC S7-PLCSIM V5.3 incl. SP1 User Manual, Edition: 01/2005,

A5E00425539-01, http://www.siemens.com

[21] Ziniewicz, G. L., Plato: The Republic: The ideas as blueprints,

http://www.fred.net/tzaka/plato1.html

SAŽETAK

U ovom diplomskom radu iznesena je mogućnost prikaza učenja igre Go automatu P-

A-C biheviorističkim pristupom. Opisan je navedeni pristup, kao i sama igra Go. Također

se opisuju računala za upravljanje procesima, kao i korišteni automat, PLC uređaj

proizvođača Siemens, porodice SIMATIC S7, točnije 314 IFM. Izrađena je maketa za

PLC, kao i sučelje za računalo na kojem se može pratiti igra. Korišteni alati su programski

paketi Siemens SIMATIC STEP7 i Windows Control Center.

Osim prikaza igre putem makete i sučelja, iznesena je mogućnost nadogradnje kroz

izradu novog sučelja koje bi služilo konverzaciji automata i učitelja. Razgovor bi se

odvijao jezikom sastavljenim od korijenskih riječi opisa igre Go, dobivenih morfološkom i

semantičkom analizom u ovom radu.

ABSTRACT

The subject of this diploma thesis is possibility of displaying the learning process of

game Go to the automata by applying the P-A-C behaviouristic theory. The paper describes

the P-A-C theory, as well as the game Go itself. Programmable logic controllers are also

described, as well as the used automata, Siemens SIMATIC S7 PLC, to be accurate 314

IFM. Model of game Go for this PLC is made, and so is interface for PC, at which one can

see the playing game. The programs are made in Siemens SIMATIC STEP7 and Windows

Control Center software.

Besides the displaying the game by model and interface, the author is outlining the

possibility of upgrade through making the new interface. It would be used for conversation

between automata and its teacher. Conversation would be made by “root language”. It is

made of the root words of description of the game Go. This root words are made by

morphological and semantic analysis in this paper.

ŽIVOTOPIS

Rođena sam 9. studenoga 1982. godine u Osijeku. Nakon završetka osnovne škole

1997. godine upisala sam III. Gimnaziju u Osijeku. Nakon završenog srednjoškolskog

obrazovanja 2001. godine upisala sam Elektrotehnički fakultet u Osijeku. U prvoj godini

studija dobila sam stipendiju Ministarstva znanosti i tehnologije koju primam do kraja

studija. Nakon završetka druge godine studija upisujem smjer elektronika i automatizacija

usmjerenje računarstvo. Akademske 2003./2004. godine dobila sam Priznanje za primjeren

uspjeh u studiju povodom Dana fakulteta. Tijekom četvrte godine studija postajem

stipendist Hrvatske elektroprivrede – Operator distribucijskog sustava, d.o.o., DP

Elektroslavonija, Osijek.

Tijekom cjelokupnog trajanja studija sudjelujem u radu i projektima studentske

udruge IAESTE kao aktivan član. Tijekom apsolventskog staža bila sam demonstrator iz

kolegija Umjetna inteligencija i Modeliranje i simulacija studentima treće i četvrte godine

Elektrotehničkog fakulteta Osijek. Također sam pohađala nekoliko CARNet tečajeva, kao i

tečajeve u organizaciji Hrvatske udruge poslodavaca. Aktivno se služim engleskim

jezikom, a pasivno njemačkim, dok se u slobodno vrijeme rekreativno bavim borilačkom

vještinom karate.

PRILOZI

PRILOG 1. – POHRVAĆENI OPIS IGRE

Igra kretanja je drevna dalekoistočna misaona igra za dvije osobe. Prema legendi,

Igra kretanja je nastala u Kini prije četiri tisuće godina, tako što je kineski car izmislio igru

kako bi svog sina naučio strateškom razmišljanju. U literaturi Igru kretanja prvi spominje

Konfucije, koji je preporučivao igru uglednim ljudima zbog vježbanja inteligencije. To je

najstarija misaona igra na ploči u kojoj dva igrača, postavljajući figure, nastoje zauzeti što

veći dio ploče. Također, ona je vrlo cijenjeni dio kulturnog naslijeđa naroda Dalekog

istoka kojom su se bavili svećenici, plemstvo, vrhunski ratnici i umjetnici. Najsličnija je

igra Igri kretanja šah i kao i u njemu, ne postoji rizik ili iznenađenja jer nema ni kockica ni

karata. Obje su igre na ploči u kojima protivnici naizmjeničnim potezima odlučuju o

pobjedniku. U Igri kretanja igraju crni i bijeli, vode se zapisi igre, koristi se sat za mjerenje

vremena. Ono što određuje pobjednika u Igri kretanja, svakako je: poznavanje igre,

iskustvo, vještina i trenutna pripremljenost. Igranje zahtjeva strategiju, koncentraciju,

kombinatoriku, razvija maštovito razmišljanje, logički slijed poteza te improvizaciju.

Postoje razvijeni razredi snage profesionalnih igrača Igre kretanja, koji se dijele

prema jačini od prvog dana (najslabiji) do devetog dana. Nestručni igrači imaju svoju

izdvojenu podjelu: igrač koji je tek upoznao pravila igre je dvadeset peti stupanj (u nekim

grupacijama počinje se s tridesetim stupnjem), nakon njega je dvadeset četvrti stupanj i

dalje (silaznim brojevima) do prvog stupnja (najjači stupanj). Nakon prvog stupnja, po

snazi dolazi prvi dan (najniža nestručna kategorija stručnih igrača), drugi dan, sve do

sedmog dana. Ova se podjela koristi pri davanju prednosti slabijem igraču u igri.

Kako prosječno tijekom cijele igre igrač ima dosta veliki broj mogućih poteza, igrači

nemaju dovoljno vremena razmišljati o svakome od njih i zato se često igra po osjećaju.

Zbog toga je Igra kretanja izuzetno veliki problem projektantima, koji pokušavaju napraviti

računalni program koji dobro igra Igru kretanja. Najjači računalni programi, po snazi

igranja, danas imaju kategoriju od oko sedmog stupnja.

Danas Igru kretanja igra oko dvadeset pet milijuna ljudi širom svijeta, tako da je to

igra s najviše zabilježenih igrača na svijetu. Pravila su igre jako jednostavna i ne

predstavljaju problem nijednom početniku, ali je zato Igra kretanja izuzetno komplicirana

igra za stručne igrače. Igra kretanja se može igrati na pločama različitih veličina, no

početnicima se preporučuju manje ploče na kojima su igre jednostavnije i traju kraće.

Osnovna su pravila Igre kretanja ovdje u potpunosti izložena, iako postoji nekoliko

različitih vrsta službeno prihvaćenih pravila igre. Osnova igre je uvijek ista, neovisno o

izabranim pravilima, a razlike su samo u brojanju rezultata na kraju igre.

Pribor za igru sastoji se od drvene ploče i dvije kutije kamenja. Ploča je označena

mrežom s 19 vodoravnih i 19 okomitih crta, što daje 361 presjecište. Postoje tri uobičajene

veličine ploče, ali je moguće igrati na ploči bilo koje veličine. Za kraće igre prihvaćena je

ploča 13×13 linija. Početnici obično igraju na pločama 9×9 linija, na kojima je igra još

kraća. Bitno je napomenuti da se veličina ploče mjeri brojem linija u oba pravca, a ne

brojem kvadratnih polja kao u šahu.

Oblici za igru nazivaju se kameni, a svi su jednaki i ponašaju se prema istim

pravilima. Teorijski, bijelih kamena u kutiji ima 180, a crnih 181, međutim, taj broj nije

bitan u samoj igri. Dovoljno je reći da kamenja ima dovoljno. Devet jače označenih

presjecišta, zbog lakšeg snalaženja, nazivamo zvijezdama. Ta mjesta služe za poteze

prednosti.

Za razliku od dame i šaha, gdje su figure na početku postavljene i tijekom partije se

pomiču po ploči, Igra kretanja počinje praznom pločom. Dva igrača (crni i bijeli) igraju

naizmjenično, stavljajući po jedan kamen na ploču kada su na redu. Crni uvijek igra prvi,

jer je na Istoku crna boja plemenitija od bijele. Svaki se potez sastoji od toga da se kameni

naizmjenično postavljaju na prazna presjecišta, rubove ili kutove ploče, ili se propušta

potez, što nije dobra ideja dokle god ima polja za igru. Propuštanje se koristi samo pri

završetku igre. Jednom se postavljeni kamen ne može maknuti do kraja igre, osim kada ga

protivnik zarobi zauzevši mu posljednju slobodu. Kamen u kutu ima dvije slobode, na

strani tri, a u sredini četiri slobode. Sloboda kamena je susjedno presjecište povezano

linijom.

Dva presjecišta su susjedna ako se nalaze jedan do drugoga u okomitom ili

vodoravnom pravcu, ali ne i u kosom pravcu. Dva kamena iste boje na susjednim

presjecištima su povezana i čine skupinu kamenja. Često se formiraju i veće skupine

kamenja.

Obzirom da crni uvijek igra prvi, postoji pravilo gdje bijeli igrač prima svojevrsnu

odštetu jer uvijek igra drugi. To je pravilo ravnopravnosti. Ono ne ovisi o veličini ploče i

za sve veličine iznosi točno pet i pol bodova.

Prosječna igra traje oko dvjestopedeset poteza. Vremenski može trajati od petnaest

minuta pa do više mjeseci. Cilj je igre osvojiti što više prostora. Prostor se osvaja

uklanjanjem protivničkog kamenja. Opkoljeno se kamenje uklanjanja s ploče i smatra

zarobljenicima protivnika. Kameni koji se mogu ukloniti na ovaj način su napadnuti. To je

napad, ili prijetnja zarobljavanjem.

Dozvoljeni su potezi oni kada se kamen može staviti na bilo koje prazno presjecište,

pod uvjetom da nakon toga, taj kamen, ili grupa kamenja, ostaje s najmanje jednom

slobodom na ploči. Potez se sastoji od dva dijela: stavljanje kamena i uklanjanje svih

kamenja suprotne boje, koji su tim potezom ostali bez posljednje slobode i tako izgubili

pravo opstanka na ploči.

U slučaju da nema uklanjanja kamenja suprotne boje, tj, novopostavljeni kamen neće

zarobljavati ni jedan protivnički kamen, kao ni imati i jednu slobodu, na ovom sjecištu se

ne smije igrati. To se sjecište naziva i oko. Ako je oko lažno, ono je samo privremeno

zaštićeno, dok protivnik ne ispuni ostale okolne slobode. Položaj koji ima dva prava oka,

odnosno, koji se ne može smanjiti na samo jedno oko, naziva se živom skupinom. Živa

skupina ostaje na ploči sve do kraja igre.

Drugim riječima, ne može se zarobiti vlastiti kamen, ne može se odigrati kamen koji

neće imati ni jednu slobodu na ploči, odnosno, ne može se odigrati kamen koji će odmah

biti zarobljen. No, može se odigrati takav potez, ako pritom zarobite jedan ili više

protivnički kamen, jer nakon uklanjanja zarobljenog protivničkog kamenja s ploče, vaš

kamen ima ponovno jednu ili više sloboda.

Kamen se ne smije staviti na ploču, ako će ona potpuno isto izgledati kao nakon

prethodnog poteza. Ponavljanje nije dozvoljeno. Ovo pravilo ne dozvoljava poteze koji se

mogu naizmjenično ponavljati, tako da se igra nikada ne završi. U stvarnoj igri postoji

samo jedan slučaj kada je ovo pravilo potrebno. Taj se slučaj zove pravilo vječnog

ponavljanja. Ono se može dogoditi i na rubu i u kutu ploče. Slučaj je isti.

Pravilo vječnog ponavljanja, u najvećem broju slučajeva, borba je za jedan bod (osim

u slučaju kada o njemu ovisi život cijele skupine) i događa se uglavnom na kraju igre kada

više nema većih poteza (potez za dva ili više boda). U igri s dva jednaka igrača često se

događa da jedan bod odluči o pobjedniku!

Igrom se može doći do položaja u kojem ni jedna skupina nema samostalan život, ali

ne može biti zarobljena. Tko unatoč tome igra prvi, gubi. Ovi položaji ostaju na ploči do

kraja igre, ali se ne uključuju u brojanju bodova. Ta se situacija naziva zajednički život.

Presjecišta se u položajima zajedničkog života ne računaju, a tako ni ona zajednička živim

grupama, stoga ih nazivamo beskorisnima.

Igra počinje praznom pločom i igra se sve dok potezi donose dobit. Ako je posljednji

potez oba igrača bio propuštanje poteza, igra je završena i počinje brojanje. Oba igrača

uklanjaju s ploče mrtvo kamenje protivnika i pridružuju ih zarobljenom kamenju tijekom

igre. Svaki igrač dobiva po jedan bod za svaki zarobljeni protivnički kamen i jedan bod za

svako prazno presjecište područja. Skupina povezanih praznih presjecišta je područje, ako

je okružena kamenjima jedne boje. Igrač s više bodova je pobjednik.

Neutralne bodove čine presjecišta koja nisu okružena kamenjima jedne boje i oni ne

pripadaju nikome. Neutralne bodove igrači popune kamenjima prije brojanja, da bi bili

sigurni da se slučajno ne broje kao nečije područje.

Na kraju se igre, skoro uvijek, na ploči nađe i nekoliko mrtvih kamenja.

Definicija: kamenje je mrtvo, ukoliko se protivnika ne može zaustaviti u

zarobljavanju, čak i ako se igra sljedeći potez.

Definicija: kamenje je živo, ako ne postoji način da ih protivnik zarobi, čak i ako igra

sljedeći potez.

Na kraju igre svo kamenje je ili mrtvo ili živo. Mrtvo se uklanja i dodaje kamenju

koje je zarobljeno tijekom igre.

Treba primijetiti da se samo prazan presjek broji kao bod. U svome se području ne

treba igrati zato što se gubi bod za svaki stavljeni kamen. Bod gubite i ako igrate u

području protivnika.

Tijekom igre oba igrača pokušavaju osvojiti što veće područje, spriječiti protivnika u

istim nastojanjima, zarobiti protivničko kamenje i zaštititi svoje od iste sudbine. Kada se

cijela ploča podijeli na crno i bijelo područje i svo kamenje je živo ili mrtvo, više nema

poteza koji donose bodove. Jedino ostaje da se ispune neutralni bodovi. Svaki bi sljedeći

potez vodio gubljenju bodova, zato što mora biti odigran u nečijem području. Kada se ovo

dogodi, oba igrača propuštaju potez, jer ne žele odigrati potez kojim bi izgubili bod i igra

je završena.

Igra kretanja njeguje svoju nepopustljivost. Za izbjegavanje neriješenog ishoda, koji

je inače rijedak, pravilo nalaže da kod jednakog broja bodova na kraju pobjeđuje bijeli. U

ravnopravnim igrama, bijeli dobiva odštetu u bodovima zato što igra drugi, a u prednosnim

igrama, crni na početku igra od jednog do devet poteza odjednom, u pravilu na zvijezde.

To je ujedno i jedna od mnogih ugodnih prednosti Igre kretanja, jer za uzbudljivu igru nije

potrebno imati protivnika jednake snage i iskustva. Prednosnim igrama i pravilom

ravnopravnosti, Igra kretanja dozvoljava izjednačenje oba protivnika. Što je veća razlika

snaga i iskustava igrača, to se više kamenja dodaje na ploču.

PRILOG 2. – ISPIS KODA ZA PLC