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CN108345263B - 工艺装置顺控实现方法和系统 - Google Patents

工艺装置顺控实现方法和系统 Download PDF

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CN108345263B CN201711471563.9A CN201711471563A CN108345263B CN 108345263 B CN108345263 B CN 108345263B CN 201711471563 A CN201711471563 A CN 201711471563A CN 108345263 B CN108345263 B CN 108345263B
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Abstract

本发明提出一种工艺装置顺控实现方法和系统，方法包括：根据工艺装置的层次对顺控逻辑进行分层，分层从下向上依次为：设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层；顺控逻辑的每一层实现本层对应工艺装置中实体设备的动作，下一层接收上一层发出的指令并将执行指令的结果反馈给上一层。本发明解决了现有技术中顺控功能图(SFC)控制方案可复制性差和因果关系对应表(C&E)难以实现复杂工艺步骤的技术问题，本发明提供的方式使编程工作量小，使相同设备能够复制顺控逻辑从而减少重复开发，实现了多个设备之间的协同控制。

Description

工艺装置顺控实现方法和系统
技术领域
本发明涉及机电领域，尤其涉及一种工艺装置顺控实现方法和系统。
背景技术
对于大型过程工艺装置,由于其设备多，前后工艺存在相互耦合，往往需要按照工艺和设备的要求对其进行严格的顺序控制。目前大型过程工艺装置都采用集散控制系统做为其基础控制平台，而现有的集散控制系统软件平台中，顺序控制功能的实现主要方式为顺控功能图(SFC)或因果关系对应表(C&E)。
顺控功能图(SFC)，能够实现大型过程工艺装置中的顺控要求，但是在实现相同设备相同控制方案时可复制性较差，而且如果有一处出错，需要相同的控制方案都要去修改，不仅组态时间长，而且容易出现漏改和错改的情况。
因果关系对应表(C&E)在编写简单逻辑时直观、方便，但在大型过程工艺装置中往往有较多操作和条件的工艺步骤，此时采用因果表比较难以实现，需要外部很多控制模块配合，不仅编程困难，而且难以理解，不利于后期维护。
不管是顺控功能图(SFC)还是因果关系对应表(C&E)，在调试控制方案时不能与工艺直接关联，导致调试不方便，而且对操作员的要求较高。
发明内容
基于以上问题，本发明提出一种工艺装置顺控实现方法和系统，解决了现有技术中顺控功能图(SFC)控制方案可复制性差和因果关系对应表(C&E)难以实现复杂工艺步骤的技术问题，本发明提供的方式使编程工作量小，使相同设备能够复制顺控逻辑从而减少重复开发，实现了多个设备之间的协同控制。
本发明提出一种工艺装置顺控实现方法，包括：
根据工艺装置的层次对顺控逻辑进行分层，分层从下向上依次为：设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层；
顺控逻辑的每一层实现本层对应工艺装置中实体设备的动作，下一层接收上一层发出的指令并将执行指令的结果反馈给上一层。
此外，顺控逻辑在上位机上实现，当下位机需要顺控逻辑时，下位机从上位机下载顺控逻辑到下位机上。
此外，上位机安装有VisualField软件，下位机安装有HMI模块、设置有输入输出界面和/或调试界面。
此外，当下位机需要顺控逻辑时，下位机从上位机下载顺控逻辑到下位机上包括：上位机将顺控逻辑以文件形式导出，下位机从上位机下载顺控逻辑的文件并载入下位机。
此外，若下位机中需要修改顺控逻辑，则在下位机中修改顺控逻辑。
此外，若上位机或其它下位机需要载入一个下位机修改后的顺控逻辑，则从这一下位机下载顺控逻辑并覆盖本机内的顺控逻辑。
此外，顺控逻辑的每一层包括：主体控制功能块类、协调调度功能块类和接口功能块类，主体控制功能块类用于执行本层的顺控逻辑，协调调度功能块类用于调度下一层的顺控逻辑，接口功能块类用于接收下一层和/或同层传来的数据，并向上一层和/或同层发送数据。
本发明提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一项所述的工艺装置顺控实现方法。
本发明提出一种工艺装置顺控实现系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
根据工艺装置的层次对顺控逻辑进行分层，分层从下向上依次为：设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层；
顺控逻辑的每一层实现本层对应工艺装置中实体设备的动作，下一层接收上一层发出的指令并将执行指令的结果反馈给上一层。
通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本发明解决了现有技术中顺控功能图(SFC)控制方案可复制性差和因果关系对应表(C&E)难以实现复杂工艺步骤的技术问题，本发明提供的方式使编程工作量小，使相同设备能够复制顺控逻辑从而减少重复开发，实现了多个设备之间的协同控制。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的工艺装置顺控实现方法的流程图；
图2是本发明一个实施例提供的工艺装置顺控实现方法的流程图；
图3是本发明一个实施例提供的工艺装置顺控实现方法中单设备顺控的示意图；
图4是本发明一个实施例提供的工艺装置顺控实现方法中多设备顺控的示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。
参照图1，本发明提出一种工艺装置顺控实现方法，包括：
根据工艺装置的层次对顺控逻辑进行分层，分层从下向上依次为：设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层；
顺控逻辑的每一层实现本层对应工艺装置中实体设备的动作，下一层接收上一层发出的指令并将执行指令的结果反馈给上一层。
本发明主要针对大型的工艺装置，在实现顺控逻辑时，使顺控逻辑的层次对应工艺装置的层次，这样方便操作人员调试。本发明中根据工艺装置的层次将顺控逻辑分为设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层这五个层次，设备功能块层对应工艺装置的设备，工艺单元层对应工艺装置的单元，单个装置层对应工艺装置，多装置层对应工艺装置的车间，车间管理接口层与工厂上层管理网络对接。
顺控逻辑中由上一层对下一层发出指令，下一层执行指令后将结果反馈给上一层。顺控逻辑可以在相同的设备中进行复制。
对比SFC的方式：SFC的缺点是可复制性较差，原因是使用SFC编写每一套工艺过程相同的顺控都需要重新编写；而本发明可将工艺过程根据实际情况，用程序代码将工艺过程相同的部分封装成一个或几个功能块，这些功能块封装好以后，可以不经修改直接调用，改动只是功能块外部对应的设备位号等少量修改。
对比C&E的方式：C&E的缺点是不能适应工艺条件较复杂的顺控程序，原因是C&E表中虽然逻辑实现的方式简单，但是横纵格只能反映简单的一对一的对应关系；而本发明封装的模块中是用程序代码进行逻辑的实现，可灵活实现各类逻辑关系较复杂的控制功能。
对于多个设备之间的协同，需要通过上一层读取下一层的状态，并经过上一层的内部逻辑判断，向下一层发送命令。
本实施例提供的工艺装置顺控实现方法解决了现有技术中顺控功能图(SFC)控制方案可复制性差和因果关系对应表(C&E)难以实现复杂工艺步骤的技术问题，本实施例提供的方式使编程工作量小，使相同设备能够复制顺控逻辑从而减少重复开发，实现了多个设备之间的协同控制。
参照图1和图2，本发明还提出一种工艺装置顺控实现方法，包括：
根据工艺装置的层次对顺控逻辑进行分层，分层从下向上依次为：设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层；
顺控逻辑的每一层实现本层对应工艺装置中实体设备的动作，下一层接收上一层发出的指令并将执行指令的结果反馈给上一层。
可选地，顺控逻辑在上位机上实现，当下位机需要顺控逻辑时，下位机从上位机下载顺控逻辑到下位机上。
由于大型的工艺装置会包括上位机和一个或多个下位机，所以需要使上位机和所有下位机都按照顺控逻辑进行执行，当在上位机将顺控逻辑的程序写好后，复制给其它下位机即可。
可选地，上位机安装有VisualField软件，下位机安装有人机界面HMI(HumanMachine Interface)模块、设置有输入输出界面和/或调试界面。通过在下位机上设置输入输出界面以方便操作人员操作，通过设置调试界面使对工艺装置的调试和顺控逻辑的调试可视化。
可选地，当下位机需要顺控逻辑时，下位机从上位机下载顺控逻辑到下位机上包括：上位机将顺控逻辑以文件形式导出，下位机从上位机下载顺控逻辑的文件并载入下位机。为了方便顺控逻辑的复制，所以通过文件的方式使顺控逻辑得到复制。
可选地，若下位机中需要修改顺控逻辑，则在下位机中修改顺控逻辑。
对于顺控逻辑的修改，既可以在上位机上进行，也可以在下位机进行，以方便随时发现问题随时修改。
可选地，若上位机或其它下位机需要载入一个下位机修改后的顺控逻辑，则从这一下位机下载顺控逻辑并覆盖本机内的顺控逻辑。
修改后的顺控逻辑，可以从上位机复制到任一个下位机，也可以从下位机复制到其它下位机，或者从下位机复制到上位机，当复制后，直接将本机内的顺控逻辑覆盖，使其直接按照修改后的顺控逻辑进行执行。
可选地，顺控逻辑的每一层包括：主体控制功能块类、协调调度功能块类和接口功能块类，主体控制功能块类用于执行本层的顺控逻辑，协调调度功能块类用于调度下一层的顺控逻辑，接口功能块类用于接收下一层和/或同层传来的数据，并向上一层和/或同层发送数据。
通过对每一层设置主体控制功能块类、协调调度功能块类和接口功能块类，使主体控制功能块类根据工艺要求控制设备的动作和状态；协调调度功能块类负责读取下层功能块的状态，经本模块逻辑判断后再下发命令；接口功能块类主要用于接收车间/工厂信息系统要求的生产数据。
如图2所示，接口功能块类中的接口功能块对8个同样设备执行调度进行顺序控制。
本实施例实现了上位机与多个下位机之间的顺控逻辑的传递，使操作人只需要修改一份顺控逻辑即可。
参照图3所示，以单个设备的顺控为例说明，当顺控逻辑的上一层向下一层发指令时，需要先判断下一层的状态，并根据下一层的实际状态发送指令，如下一层有3种状态，在状态1时，可以随时根据上一层指令切换到状态2或者3，但在状态3时，想切换到状态1，必须经过状态2。
参照图4所示，以多个设备的顺控为例说明，顺控逻辑的上一层可以获取多个下一层的工作状态，比如同一时间，3个下一层模块中只有1个可以是状态2，其余两个模块如要切换到状态2，可以在上一层模块中根据排队时间确定先后顺序，一旦状态2的这个模块切换成其他状态，排队在第一个的其他模块，优先切换为状态2。
本发明还提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一实施例所述的工艺装置顺控实现方法。
本发明还提出一种工艺装置顺控实现系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
根据工艺装置的层次对顺控逻辑进行分层，分层从下向上依次为：设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层；
顺控逻辑的每一层实现本层对应工艺装置中实体设备的动作，下一层接收上一层发出的指令并将执行指令的结果反馈给上一层。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种工艺装置顺控实现方法，其特征在于，包括：
根据工艺装置的层次对顺控逻辑进行分层，分层从下向上依次为：设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层；
顺控逻辑的每一层实现本层对应工艺装置中实体设备的动作，下一层接收上一层发出的指令并将执行指令的结果反馈给上一层；
顺控逻辑在上位机上实现，当下位机需要顺控逻辑时，下位机从上位机下载顺控逻辑到下位机上；
当下位机需要顺控逻辑时，下位机从上位机下载顺控逻辑到下位机上包括：上位机将顺控逻辑以文件形式导出，下位机从上位机下载顺控逻辑的文件并载入下位机；
顺控逻辑的每一层包括：主体控制功能块类、协调调度功能块类和接口功能块类，主体控制功能块类用于执行本层的顺控逻辑，协调调度功能块类用于调度下一层的顺控逻辑，接口功能块类用于接收下一层和/或同层传来的数据，并向上一层和/或同层发送数据；
上位机安装有VisualField软件，下位机安装有HMI模块、设置有输入输出界面和/或调试界面。
2.根据权利要求1所述的工艺装置顺控实现方法，其特征在于，
若下位机中需要修改顺控逻辑，则在下位机中修改顺控逻辑。
3.根据权利要求2所述的工艺装置顺控实现方法，其特征在于，
若上位机或其它下位机需要载入一个下位机修改后的顺控逻辑，则从这一下位机下载顺控逻辑并覆盖本机内的顺控逻辑。
4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行权利要求1至3中任一项所述的工艺装置顺控实现方法。
5.一种工艺装置顺控实现系统，其特征在于，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
根据工艺装置的层次对顺控逻辑进行分层，分层从下向上依次为：设备功能块层、工艺单元层、单个装置层、多装置层和车间管理接口层；
顺控逻辑的每一层实现本层对应工艺装置中实体设备的动作，下一层接收上一层发出的指令并将执行指令的结果反馈给上一层；
顺控逻辑在上位机上实现，当下位机需要顺控逻辑时，下位机从上位机下载顺控逻辑到下位机上；
当下位机需要顺控逻辑时，下位机从上位机下载顺控逻辑到下位机上包括：上位机将顺控逻辑以文件形式导出，下位机从上位机下载顺控逻辑的文件并载入下位机；
顺控逻辑的每一层包括：主体控制功能块类、协调调度功能块类和接口功能块类，主体控制功能块类用于执行本层的顺控逻辑，协调调度功能块类用于调度下一层的顺控逻辑，接口功能块类用于接收下一层和/或同层传来的数据，并向上一层和/或同层发送数据；
上位机安装有VisualField软件，下位机安装有HMI模块、设置有输入输出界面和/或调试界面。
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