[發明專利]一種化工生產控制系統

有效

• 申請號: 201711423570.1
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108153262B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 馬銘;曲文亮;孔令軍
• 申請（專利權）人: 北華大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06T11/20;G06T17/30
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 黃耀鈞

1.一種化工生產控制系統，其特征在于，所述化工生產控制系統設置有：控制模塊、可編程控制器、監控模塊、采集/控制模塊以及生產/控制對象模塊；所述控制模塊通過可編程控制器與監控模塊相連；

所述控制模塊包括數據服務器、歷史數據站、工程師站、操作員站、巡檢員站和調度員站；所述數據服務器、工程師站、操作員站、巡檢員站和調度員站與一對互為冗余以太網相連；

所述監控模塊包括現場監控模塊、遠程監控模塊以及集中監控模塊，所述采集/控制模塊與生產/控制對象模塊相連；

所述可編程控制器的控制方法包括如下步驟：

1)，根據待驗證的程序，生成控制流圖CFG，給CFG中的結點添加3個屬性:R插值，S插值和E插值，R插值是結點可達的約束條件，判斷一個狀態的可達性；S插值和E插值對路徑進行規約，加快程序的驗證；給CFG的邊添加屬性W；一條邊的W值表示以該邊指向的結點為根結點的子圖中，還沒有被遍歷的分支的個數；

2)，根據生成的CFG，生成抽象可達圖ARG，如果沿著一條路徑生成一個新狀態s，如果s對應的R插值被滿足，說明狀態s可達，繼續沿著狀態s遍歷該路徑；否則，狀態s不可達，則該路徑終止，遍歷其他路徑；對于一個可達的狀態s，如果狀態s對應的E插值被該路徑對應的路徑公式蘊含，說明沿著該狀態存在一條到達目標狀態的路徑，程序不安全；如果狀態s對應的S插值被蘊含，說明以狀態為起點的所有路徑都是安全的，不需要沿著狀態s探索程序；如果狀態s是可達的，且E插值和S插值都不被蘊含，則繼續沿著狀態s遍歷該路徑；

3)，在生成ARG的過程中，發現一條反例路徑，到達目標狀態，則需要進一步判斷反例路徑是否虛假；不是虛假反例，則說明程序是不安全的；否則，根據虛假反例，細化模型，分別計算并更新對應狀態的R插值，S插值和E插值，執行重新生成ARG，直到找到一條真反例路徑或不存在反例路徑；

4)R插值，S插值和E插值均采用四階四次B樣條插值曲線的構造方法給CFG 中的結點添加屬性；具體包括：

給定區間[a,b]的一個擴充分劃：

t_-6≤t_-4≤t_-2≤a＝t₀＜t₁＜…＜t_2i＜t_2i+1＜…＜t_2m-1＜t_2m＝b≤t_2(m+1)≤t_2(m+2)≤t_2(m+3)；

及de Boor控制頂點序列：

d_-1,d₀,d₁,d₂,…,d_m,d_m+1；

區間[a,b]上以：

{t_-6,t_-4,t_-2,t₀,t₂,…,t_2i,…,t_2(m-1),t_2m,t_2(m+1),t_2(m+2),t_2(m+3)}；

為樣條結點的四階四次B樣條曲線記為：

其中B樣條基函數Ωj(t)的支集上的樣條結點為：

t_2(j-2),t_2(j-1),t_2j,t_2(j+1),t_2(j+2)，j＝-1,0,1,…,m+1；

在r(t)的基礎上，構造一條四階四次B樣條插值曲線r_I(t)，使得它通過諸型值點列{d_k}，即滿足插值條件：

r_I(t_2k)＝d_k,k＝0,1,2,…,m；

連接曲線段r(t)兩端點r(t_2i)和r(t_2i+2)的直線段記為：

連接兩相鄰de Boor點d_i和d_i+1的直線段記為：

調配函數 的表達式為：

其中e_i0是自由參數，

所述R插值，S插值和E插值均采用的四階四次B樣條插值曲線的構造方法還保包括：

選取調配函數，作連結各樣條小區間的兩個端點的直線以及連結以及對應的兩相鄰deBoor控制頂點的直線，作各樣條小區間上的樣條曲線上的點與連結各樣條小區間的兩個端點的直線上的點的差得到增量向量；

將增量向量通過伸縮后平移到連結兩相鄰de Boor控制頂點的直線上就得到了各樣條小區間插值于de Boor控制頂點的插值曲線；

對于四階四次B樣條曲線用增量伸縮平移方法，生成相應的插值曲線，其調配函數中含有一個自由參數，是一個四階四次B樣條多項式。