[發(fā)明專利]一種復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810770767.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN109143876A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃滟鴻;史建琦;李炬;李昂;蔡方達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué);上海豐蕾信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B15/02
• 分類號(hào): G05B15/02;G05B19/418
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達(dá)

本發(fā)明公開了一種復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)，屬于工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括：資源約束模塊，用于定義系統(tǒng)與物理資源的約束關(guān)系；元模型創(chuàng)建模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)的各功能，建立對(duì)應(yīng)的含有事件的各元模型；事件觸發(fā)約束模塊，用于描述元模型中事件的觸發(fā)條件及協(xié)同狀態(tài)；運(yùn)行時(shí)態(tài)驗(yàn)證模塊，用于當(dāng)滿足觸發(fā)條件時(shí)，驗(yàn)證對(duì)應(yīng)事件的協(xié)同狀態(tài)及涉及的約束關(guān)系；反饋模塊，用于反饋運(yùn)行時(shí)態(tài)驗(yàn)證模塊的驗(yàn)證結(jié)果。本發(fā)明中的系統(tǒng)，以事件驅(qū)動(dòng)為基礎(chǔ)，避免了當(dāng)前復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)中模型轉(zhuǎn)換帶來(lái)的問(wèn)題，并提升了系統(tǒng)性能；同時(shí)，在前期綜合考慮資源的部署，無(wú)需反復(fù)調(diào)整編碼，降低了人力、物力等的消耗，且結(jié)合系統(tǒng)形式化驗(yàn)證，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)4.0、互聯(lián)網(wǎng)+等一系列概念的提出，工業(yè)設(shè)備、信息系統(tǒng)、人、數(shù)據(jù)的一體化、智能化將成為新一代工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)處于工業(yè)“控制大腦”的地位，應(yīng)用廣泛，超過(guò)80％的涉及國(guó)計(jì)民生的領(lǐng)域如電力、水利、化工、軌道交通等都需要依靠復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。

復(fù)雜工控系統(tǒng)與常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有所不同，它具備以下特征：一、復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)散布較廣，且終端設(shè)備智能程度較低；二、復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般為縱向集成，有一個(gè)主控設(shè)備與多個(gè)終端設(shè)備；三、復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)中傳遞的信息常是四遙信息，主控設(shè)備與終端設(shè)備相互影響，帶來(lái)的安全問(wèn)題也更為復(fù)雜。可見(jiàn)，傳統(tǒng)的復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)亟需向新型的、智能化的、高安全的、高可靠的復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展。然而，復(fù)雜工控系統(tǒng)的智能化不可能一蹴而就，從系統(tǒng)生命周期的角度來(lái)看應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)研發(fā)的基礎(chǔ)理論與技術(shù)出發(fā)進(jìn)行升級(jí)改造，率先實(shí)現(xiàn)研發(fā)過(guò)程的智能化，提高生產(chǎn)效率。而要保證復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)的高安全性和高可靠性，則需要同時(shí)解決系統(tǒng)本身的安全以及系統(tǒng)邊界的安全問(wèn)題。目前，工業(yè)控制系統(tǒng)安全問(wèn)題的解決方案主要聚集于邊界安全與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)，首先應(yīng)增強(qiáng)工控系統(tǒng)本身的安全性，做到系統(tǒng)全周期開發(fā)的安全與可控，然后再完善系統(tǒng)外圍環(huán)境，真正做到“固、隔、監(jiān)”。

再者，當(dāng)前工業(yè)控制系統(tǒng)采用模型驅(qū)動(dòng)的方法進(jìn)行研發(fā)，其基本思想是從較高層次抽象，以進(jìn)行系統(tǒng)功能建模，并將模型轉(zhuǎn)換為代碼，部分或全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開發(fā)。模型驅(qū)動(dòng)方法多樣的同時(shí)，也為如何將系統(tǒng)建模結(jié)果轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)平臺(tái)的可執(zhí)行代碼帶來(lái)一定的困難。為此，部分研究學(xué)者提出將平臺(tái)無(wú)關(guān)模型先轉(zhuǎn)換為平臺(tái)相關(guān)模型再生成代碼，并對(duì)模型轉(zhuǎn)換方法展開了一系列研究。無(wú)論采用哪一種模型轉(zhuǎn)換方法，都無(wú)法避免模型轉(zhuǎn)換過(guò)程中帶來(lái)的問(wèn)題，包括如何實(shí)現(xiàn)不同表達(dá)形式模型間的轉(zhuǎn)換，如何保證兩種模型的一致性等。模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)后期，為了保證實(shí)現(xiàn)與需求相符，研發(fā)人員需要結(jié)合模型與具體部署分別對(duì)物理設(shè)備進(jìn)行編碼，歷經(jīng)多次的仿真與測(cè)試，反復(fù)調(diào)整編碼。同時(shí)，這種情況也存在測(cè)試驅(qū)動(dòng)的開發(fā)方法中，需要消耗了大量的時(shí)間、花費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力，工程造價(jià)較高。

可見(jiàn)，有效的智能化復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)以及其研究意義仍是不可忽視的。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)，包括：

資源約束模塊，用于定義系統(tǒng)與物理資源的約束關(guān)系；

元模型創(chuàng)建模塊，用于根據(jù)所述系統(tǒng)的各功能，建立對(duì)應(yīng)的含有事件的各元模型；

事件觸發(fā)約束模塊，用于描述所述元模型中事件的觸發(fā)條件及協(xié)同狀態(tài)；

運(yùn)行時(shí)態(tài)驗(yàn)證模塊，用于當(dāng)滿足所述事件觸發(fā)約束模塊描述的觸發(fā)條件時(shí)，驗(yàn)證對(duì)應(yīng)事件的協(xié)同狀態(tài)及涉及的所述資源約束模塊定義的約束關(guān)系；

反饋模塊，用于反饋所述運(yùn)行時(shí)態(tài)驗(yàn)證模塊的驗(yàn)證結(jié)果。

可選的，所述資源約束模塊具體用于：采用形式化定義的方式，定義系統(tǒng)與物理資源的約束關(guān)系。

可選的，所述資源約束模塊包括：第一定義子模塊、第二定義子模塊和約束子模塊；