ббк76. 0 Қ 54 Редакционная коллегия

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

29 

 

However, researchers point out that this tool has done more benefit than harm. Even though, 

the human emotions are too complicated. If humans understand the hidden feelings, smart machines 

can  only  recognize  different  patterns  in  data  from  database  of  emotions.  Emotional  artificial 

intelligence is growing alongside with other techniques as the internet of everything. If computers 

can  monitor our every  move and compile that data, then the  line  between humanity and  machines 

could disappear in the nearest future.  

 

References: 

 

1.  Fundamentals  of  Face  Recognition  Techniques  http://shodhganga.  inflibnet.ac.in/  bitstream/ 

10603/3478/13/13_chapter%203.pdf 

 

2. 

Neal, 

M. 

(2013). 

Emotionally 

intelligent 

machines 

are 

closer 

than 

ever. 

http://motherboard.vice.com/blog/emotionally-intelligent-machines-are-closer-than-ever 

Hutton, K. (2014). What is human analytics. 

 

3. http://www.acl.com/2014/07/what-is-human-analytics/ 

 

 

UDC 004.89 

 

BUKENOV S.A. 

 

USING NEURAL NETWORKS TO IMPROVE EMOTIONAL STATE OF PERSON 

 

(Kazakh-British Technical University, Almaty, Kazakhstan) 

 

Abstract 

Emotions  is  a  big  field  of  scientific  research  in  psychology.  There  are  a  lot  of  scientific 

papers and  methods on  how to improve  your emotional state. Projects  in  field of  neural  networks 

that are related to emotions usually try to simulate human emotions, but not so much done on using 

neural networks to improve emotional state of human being.  

1 Introduction and psychology background of paper 

In  this  paper  we  will  discuss  human  emotions  and  the  ways  to  work  with  them  by  using 

neural  networks.  Usually  we  don’t  think  about  where  do  emotions  come  from.  But  psychology 

gives basics for this paper. 

As  we  know  animals  have  emotions  too.  Emotions  are  part  of  our  nature,  because  they 

helped  us  to  survive.  We  have  emotional  bonds  with  other  people,  because  emotions  keep  us 

together.  In order to survive we need to be together. There are a lot of other emotions that help us 

to survive. Fear activates our organisms to be very effective as heart rate goes up and reaction speed 

increases.  “Emotions  have  helped  us  to  survive.  When  we  lived  in  the  wild  with  monkeys  and 

mastodons  and  tigers  we  needed  emotions  in  order  to  react  quickly  to  dangerous  stimuli”  Ilana 

Simons  Ph.D..  Negative  emotions  help  us  to  stay  away  from  situations  and  not  to  repeat  them. 

Positive emotions tend us to repeat such situations.  

So our emotions are more part of our nature, organism than unique quality of human beings. 

Emotions  have  a  strong  connection  with  our  body.  That’s  why  a  lot  of  people  have  diseases  that 

came from their emotions. We don’t live in natural world anymore. Our worries are not predators or 

other things that can be dangerous only  for a short time. In  modern world we  have situations that 

may  make  us  anxious  for  a  long  time.  And  that  is  not  what  nature  prepared  us  for.  As  negative 

emotions  influence  our  body  in  long  time  period  –  it  can  cause  problems.  “Chronic stress from 

negative  attitudes  and  feelings  of  helplessness  and  hopelessness  can  upset  the  body's  hormone 

balance  and  deplete  the  brain  chemicals  required  for  feelings  of  happiness,  as  well  as  have  a 

damaging  impact  on  the  immune  system.  New  scientific  understandings  have  also  identified  the 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

30 

 

process by which chronic stress can actually decrease our life span by shortening our telomeres (the 

“end caps” of our DNA strands, which play a big role in aging). Poorly managed or repressed anger 

(hostility)  is  also  related  to  a  slew  of  health  conditions,  such  as  hypertension, cardiovascular 

disease, digestive disorders, and infection” Karen Lawson, MD.  

So  if  our  emotions  have  such  influence  on  our  bodies  and  modern  world  created  a  lot  of 

situations where people may have worries we need something to understand. As we know there are 

people that have  more positive emotions  in particular situation than others. For example  for some 

people financial problems can make them work harder as a result of love for close ones but for the 

other  it  can  make  person  surrender  to  situation.    Our  emotions  have  strong  relation  to  our 

effectiveness  too.  Depending  on  emotions  that  arises  in  us  in  particular  situation  we  can  have 

different effectiveness.  

Why  the  same  situations  can  create  different  emotions  in  different  people?  It  is  very 

important question. But there is a simple answer. It all depends on previous experience of a human. 

“People respond with different emotions to the same situations depending on how they appraise the 

situation”  Matthias  Siemer,  James  J.  Gross,  Iris  Mauss.  We  will  have  a  brief  look  at  their 

experiment in this field later.When a human being comes to a situation for the first time where there 

is no emotions associated with it he just lives through it. But when some emotion arises during or 

after the situation then he has an emotion that is associated to such situations. For example, if you 

decided to go by bus for the first time and there are a lot of people there that are arguing and driver 

drives  bus  like  crazy  you  will  have  stressful  emotion  that  will  be  associated  with  bus.  And  our 

emotional association with situation is a sum of all experiences. But each next situation is affected 

by  previous  emotional  experiences  so  that  human  will  see  this  situation  through  all  previous 

emotions. That’s why people are so dependent on emotions and not objective when emotions come 

into  play.  But  emotions  are  everywhere  so  there  is  a  very  little  possibility  to  be  objective  for  a 

human.  

Almost all situations we faced in our lives were faced by others. Almost in all cases we have 

something to learn from others and we can find better ways to deal with it. Such neural network will 

help people to do it. 

2 What is the problem we’re trying to solve? 

We want to change appraisals of human beings depending on his situation. If we can change 

appraisal  of  human  being  then  we  will  be  able  to  change  emotions  related  to  specific  situation. 

Neural network will provide stories that will change the appraisal of user and then he will feel better 

in his situation. 

3 How neural network will work in this case?  

So if we look at emotions from perspective of neural networks then our neural network gives 

certain emotions associated with certain situation. But the most effective way for a human is when 

his neural network gives good emotions on all situations. So the people that have positive emotions 

in  same  situations  where  other  people  have  negative  emotions  are  just  programmed  in  different 

way, they have different neural network. So in order to change neural network of a human that has 

bad  experiences  with  certain  situation  we  need  to  provide  experiences  of  people  that  have  good 

emotions associated with same situations. In order to do it we need to create a neural network that 

takes the situation and returns the experiences and stories of other people that had good results and 

emotions associated with this situation.  

Bad emotions are also needed for human beings but most of situations that create anxieties 

in people nowadays shouldn’t have bad emotions associated with them. Once human being is in this 

situation  he  should  be  effective.  Bad  emotions  are  useful  to  avoid  situations,  not  to  being  in  a 

situation. 

Most of modern papers that are related to neural networks and emotions are thinking about 

the  ways  and  use  of  creating  neural  network  with  emotions.  There  is  a  big  question  whether  it  is 

useful or not, because in modern world bad emotions are not helpful in many situations.  

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

31 

 

But the aim of this paper  is to create a neural  network that will  help people that have  bad 

emotions  associated  with  their  situation  to  have  a  more  positive  look  on  it.  By  reading  the 

experiences  and  ways  other  people  dealt  with  same  situations  it  can  show  the  right  and  effective 

ways to deal with  it and also ways to have good emotions  from same situations. That’s why Dale 

Carnegie’s  book  gives  such  a  big  impression  on  people,  because  it  provides  tons  of  examples  of 

people  going  through  hard  situations  and  dealing  with  them  in  a  good  way.  By  reading  such 

experiences people can change their neural network and begin to associate their life situations with 

positive emotions. It can change life of people and affect quality of their life. It can help people deal 

with  hard  situations.  It  can  help  to  share  your  own  experiences  and  ways  to  deal  with  your 

emotions.  

Our  neural  network  will  consist  of  3  layers.  Input  layer,  one  hidden  layer  and  the  output 

layer.  

This network will take words as an input. To obtain words from input text of a user we take 

roots of  all  words  and  take  n  most  popular  words.  After  this  process  we  have  a  vector of  words, 

associated  with  the  frequency  of  its'  occurrence  in  the  text,  normalized  to  a  value  from  0  (didn't 

appear  in text) to 1 (most popular word in text). Each  input of net has an  index that is associated 

with  a  word.  Number  of  inputs  of  neural  net  is  a  total  number  of  words  that  net  knows.  Neural 

network is not totally connected. When vector of n words comes to neural network only n inputs of 

network are activated.  

Hidden  layer  has  same  number  of  neurons  as  input  layer.  Each  neuron  of  output  layer 

represents a text that neural network knows. Each neuron in hidden layer is connected to neurons in 

output  layer  if  this  word occur  in  this  text.  Weight  of  connection  between  neuron  of  output  layer 

(text)  and  neuron  of  hidden  layer  (word)  is  frequency  of    occurrence  if  this  word  in  the  text, 

generated the same way  as with  input words. So the  more likeliness we  have  in popular words of 

input text and popular words of output text - the more the value of output neuron will be.  

Neural networks have different uses. In this case we'll use it's ability of pattern recognition. 

When user wants to read the stories from neural network first he has to describe his situation. The 

more  details  he  will  give  –  the  more  accurate  will  be  the  output  of  neural  network.  Pattern 

recognition here is used to find to which topic does his situation apply. After system recognizes the 

topic  it  will  give  the  stories  that  are  related  to  this  topic  that  hopefully  will  help  the  person.  All 

stories should also have ratings. Single story can be related to several topics at the same time.  

4 Conclusion 

As a conclusion we want to say that such system can give connection of most wise people 

with people that have emotional problems. In may help emotionally and also practically, because it 

gives  information  about  how  to  cope  with  situation.  It  can  have  great  impact  on  worldview  of 

people and make them more effective and happy. 

 

 References:  

 

1.  Same  Situation—Different  Emotions:  How  Appraisals  Shape  Our  Emotions  -  Matthias  Siemer, 

James J. Gross, Iris Mauss. 

2.  Topic  Detection,  Tracking  and  Trend  Analysis  Using  Self-organizing  Neural  Networks,  K. 

Rajaraman and Ah-Hwee Tan. 

 

 

 

 

 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

32 

 

UDC 004.514.64 

 

KAPSALYAMOV A.B., NURGALIYEV K., SERIMBETOV B.A. 

 

DESIGN OF PLC BASED SMART ELEVATOR CONTROL 

 

(Kazakh University of Technology and Business, Astana, Kazakhstan) 

 

Abstract—  This  project  is  about  the  design  and  control  of  smart  elevator  system  using 

Siemens  PLC  S7-1200.  SIMATIC  HMI  panel  has  been  used  for  the  interface  between  user  and 

system itself. Laboratory sized elevator prototype has been developed which consists of two cabins. 

Each  floor of the elevator has the HMI panel together with the  limit switches  installed. The relay 

outputs of Programmable logic controller have been applied to drive 2-wire DC motors forward and 

reverse  directions.  Moreover  this  article  presents  the  Ladder  logic  diagram  which  describes  what 

algorithm  has  been  applied  to  control  the  system.  Specific  descriptions  of  the  Hardware  and 

Software  parts  are  analyzed  further  in  this  paper.  Keywords—Automation,  Smart  Elevator, 

Hardware design, PLC (Programmable Logic Controller), HMI (Human machine interface). 

I. Introduction 

It is difficult to imagine the high skyscrapers without elevators installed on it in the modern 

world. Lots of  buildings would  have  been  limited to a very  few  floors and the architecture of the 

current  world  would  not  have  existed  in  the  way  as  it  is  today.  Elisha  Graves  Otis  was  one  who 

invented  the  safety  elevator  in  1862  and  provided  rise  for  the  modern  skyscrapers  [1].  Modern 

elevators  are  responsible  for  transferring  passengers,  heavy  hardware  items  from  one  floor of  the 

building  to  another  one  without  making  lots  of  effort.  Due  to  modern  technologies  development, 

skyscrapers  are  becoming  higher,  which  made  control  system  of  the  elevators  more  complex. 

Previously,  the  control  of  the  elevators  was  made  by  using  chips  based  controllers  [2].  The 

drawback  of  using  chip  based  controller  is  that  they  cannot  operate  and  withstand  all  the  harsh 

conditions which you can face in industries and hospitals. In this project PLC has been applied for 

controlling the system. PLC is widespread in industrial automation field. It has lots of advantages. It 

is easy to control outputs based on what kind of inputs you have. PLCs are able to withstand harsh 

conditions  like  high  temperatures.  They  can  operate  for  5-10  years  depending  on  different 

conditions. Moreover due to the communication abilities PLC can be located in a far distance from 

the  system  to  perform  various  control  instructions  [3].  For  programming,  PLC  uses  Ladder  logic 

diagram. So the purpose of the project is to design smart algorithm that controls two cabins of the 

elevator in an efficient way. And for the user interface HMI has been applied because it can meet 

various complex processes of systems and it is easy to integrate to the PLC and system itself [4]. 

II. Control system of the elevator  

A. Shortcomings of standard elevator control 

 Elevators are considered by many to be purely functional machines. Users only want to get 

to their destination  floor as  fast as possible and  wait  for the elevator the shortest amount of time. 

Technically,  the  goal  of  the  generic  elevator  control  algorithm  is  to  minimize  elevators  2  basic 

variables: users waiting time and travel time. The oldest and most popular elevator control logic is 

the one that minimizes the waiting time [5]. When the user requests an elevator cabin to a certain 

floor  the  closest  car  to  the  users  floor  is  called.  This  greatly  decreases  the  waiting  time,  but 

increases the travel time. Number of empty elevator travel  is  high. Moreover, the situation occurs 

when the elevator is full, but it stops at the requested floors. In this project the logic was developed 

to satisfy users basic needs of short waiting time and fewer stops. The algorithm also minimizes the 

number of empty car travel thus reducing the energy consumption. 

B. Control setup  

Elevator  control  system  consists  of  Siemens  S7-1200  PLC  and  Simatic  Human  Machine 

Interface  and  limit  switches  to  detect  the  elevator  car  position.  Inputs  to  the  PLC  are  8  limit 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

33 

 

switches, car-call buttons and buttons which indicate the number of passengers requesting the car. 

Outputs  are  2  DC  motors  which  move  the  car-counterweight  pair  up  and  down.  Below  is  the 

diagram of the inputs and outputs. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 1 - PLC Inputs and Outputs 

C. Software design 

The program was written in Ladder Logic language. The program consists of three modules: 

module that registers the elevator car current position, left car movement control module and right 

car movement control module 

D. Car position Control 

 

Figure 2 - Car Position 

 

The  ladder  program  above  registers  the  floor  number  at  which  the  car  is  located.  For 

instance when the car is located on the first floor it closes the normally open limit switch activating 

the circuit. Move block is then enabled and stores the car position in respecting variable. The same 

principle works for the 2nd car. 

E. Light load car control logic 

«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ»  V ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ 

 

 

34 

 

 

Figure 3 - Right Car Control Logic 

 

If the number of passengers is less than three, this logic is activated. It compares current car 

position with floor number where the car is called and moves up or down accordingly. When the car 

reaches the request floor timer is activated which holds the elevator for 3 seconds. Then move block 

assigns desired floor number to Request Floor variable to run the logic again in order to get the car 

to the desired floor. 

F. Heavy load car control 

For the heavy load the algorithm is the same except it works for number of passengers equal 

to or greater than 3. The HMI is located outside the car. 

 

 

 

 

 

Figure 4 - Left Car Control Logic 

жүктеу/скачать 14,62 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: