1  前言

PKS（過(guò)程知識(shí)系統(tǒng)）是一個(gè)規(guī)?？勺兊?、基于各種知識(shí)驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)平臺(tái)。SCM是PKS系統(tǒng)中專(zhuān)門(mén)為順序控制而設(shè)計(jì)的一種控制功能算法。SCM 遵循S88.01 標(biāo)準(zhǔn)，除正常處理外還包括異常處理能力。當(dāng)用戶(hù)規(guī)定的異常條件發(fā)生時(shí)，程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個(gè)替換的處理序列。異常處理支持重啟動(dòng)能力，從中斷點(diǎn)或任意需要的步驟重新啟動(dòng)順控程序的執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)的異常處理器包括檢查、中斷、重啟動(dòng)、保持、停止、中止等。在公司的硝銨、甲醛、二聚和空分裝置中都用了SCM順控模塊實(shí)現(xiàn)流量的累積和分子篩順序控制。

2  SCM的架構(gòu)

SCM是一個(gè)容器，包含一個(gè)或多個(gè)Handler的容器。

每個(gè)SCM至少有一個(gè)MainHandler，但它可有多個(gè)Main Handler和可選的exception handlers。

每個(gè)Handler由多個(gè)transitions、steps 和synchronization blocks組成。

SCM只能允許一個(gè)Handler在運(yùn)行，其它的Handler（已組態(tài)且有過(guò)程條件）只能等待。

當(dāng)指定的條件滿(mǎn)足，則Main Handler的順控程序停止，exception handler(Abort, Stop, Hold, and Interrupt) 開(kāi)始順序執(zhí)行異常程序。

3  SCM的Handler

    SCM的Handler分為可組態(tài)的Handler和不可組態(tài)的Handler，可組態(tài)的Handler如圖1所示。

3.1  可組態(tài)的Handler有：

（1）    Check Handler：SCM激活或執(zhí)行一個(gè)RESET命令或在Main、Stop和Abort Handler處理完成后執(zhí)行。

（2）    Main Handler：是SCM的主程序，SCM能包含多個(gè)Main Handler，當(dāng)Main Handler激活且Transition條件滿(mǎn)足（True）時(shí)自動(dòng)執(zhí)行，當(dāng)Main Handler激活且發(fā)布START命令時(shí)手動(dòng)執(zhí)行。

（3）    Interrupt Handler：就象MainHandler的一個(gè)子程序，當(dāng)active Step的interrupt 條件滿(mǎn)足或發(fā)布interrupt命令或InterruptHandler 激活且 Invoke Transition 條件滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行。

（4）    Hold Handler：是一個(gè)異常的Handler，當(dāng)發(fā)布HOLD命令或Hold Handler 激活且 Invoke Transition 條件滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行。

    （5）Restart Handler：只能從Held狀態(tài)開(kāi)始執(zhí)行，完成后直接進(jìn)入Main Handler主程序。

（6）    Stop Handler：是一個(gè)異常的Handler，當(dāng)發(fā)布STOP命令或Stop Handler 激活且 Invoke Transition 條件滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行。

（7）    Abort Handler：是一個(gè)異常的Handler，當(dāng)發(fā)布ABORT命令或Abort Handler 激活且 Invoke Transition 條件滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行。

通常我們組態(tài)的順控程序放在Main Handler中，當(dāng)SCM下裝以后自動(dòng)執(zhí)行，其它的Handler可以不用組態(tài)。

3.2  不可組態(tài)的Handler有：

（1）    Null Handler：當(dāng)發(fā)布一個(gè)Check、 Interrupt、 Hold、Restart、 Stop、或 Abort 命令且沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的組態(tài)程序，則執(zhí)行這個(gè)Null Handler。如，當(dāng)一個(gè) Main Handler完成后，SCM通過(guò)Check Handler 返回到Idle狀態(tài)，當(dāng)沒(méi)有已組態(tài)的 Check Handler，則執(zhí)行 Null Handler 。

（2）    Edit Handler：只有當(dāng)SCM處于INACTIVE狀態(tài)才執(zhí)行，Edit Handler完成初始化行為和SCM的確認(rèn)；SCM的確認(rèn)是尋找和標(biāo)識(shí)在SCM中所有的Handler、Steps 和Transitions的組態(tài)錯(cuò)誤；在SCM開(kāi)始執(zhí)行之前，發(fā)布RESUME命令使SCM在validated狀態(tài)，可以檢查SCM及其組件的組態(tài)狀態(tài)。

這是兩個(gè)固有的內(nèi)部的Handler，其目的在于空程序的調(diào)用以及SCM的語(yǔ)句檢查。

4  Handler的結(jié)構(gòu)

4.1  Transition 功能塊

（1）    Transition功能塊本質(zhì)上就是一個(gè)“wait” statement；一個(gè)Transition包含最多10個(gè)用于邏輯門(mén)的條件；這些條件使用3個(gè)主邏輯門(mén)和1個(gè)次邏輯門(mén)連接在一起進(jìn)行邏輯運(yùn)算；在SCM繼續(xù)執(zhí)行之前，Transition statement在邏輯上必須為T(mén)RUE（=1）。

（2）    每個(gè)新的Handler在添加時(shí)總帶有一個(gè)invoketransition功能塊，缺省的invoke transition是一個(gè)“空”的 transition，沒(méi)有任何條件且所有邏輯門(mén)都為NONE；若SCM要執(zhí)行這個(gè)Handler程序，需要操作人員或另一個(gè)SCM發(fā)布一個(gè)START命令，每次從程序的開(kāi)始invoke transition處執(zhí)行。

（3）    如果Handler需要連續(xù)運(yùn)行，invoketransition必須包含總是為T(mén)RUE的statement且程序最后一個(gè)STEP必須反饋連接到這個(gè)invoke transition；為了disable SCM自動(dòng)執(zhí)行，可設(shè)置Force Permit 參數(shù)為 On 和 Force Request參數(shù)為 Off，該設(shè)置讓總是為T(mén)RUE的條件為FALSE。

（4）    Transition 條件 Bypass/Force請(qǐng)求，在SCM的invoketransitions總是為T(mén)RUE且SCM設(shè)計(jì)為連續(xù)執(zhí)行回路，為了停止SCM的執(zhí)行，當(dāng)強(qiáng)制允許為ON時(shí)，可以將一個(gè)條件強(qiáng)制到ON或OFF。

4.2  Step 功能塊

（1）    一個(gè)STEP最多包含16個(gè)可執(zhí)行的輸出表達(dá)式。輸出表達(dá)式控制跟蹤通過(guò)CM或SCM參數(shù)的過(guò)程行為，記錄SCM的事件、提供Comments, Warnings, Notes, and/or Output Instructions界面與操作人員交互。

每STEP有兩個(gè)與時(shí)間相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，MINTIME 和 MAXTIME。最小等待時(shí)間（MINTIME）指定了當(dāng)前STEP的所有輸出完成后，延時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行隨后的transition 功能塊。最大活動(dòng)時(shí)間（MAXTIME）指定了step timeout報(bào)警觸發(fā)前當(dāng)前STEP能保持多久活動(dòng)的時(shí)間。MAXTIME不影響當(dāng)前STEP的的執(zhí)行，MINTIME和MAXTIME在一個(gè)循環(huán)內(nèi)測(cè)量，也就是說(shuō)如果PERIOD=1000ms，則它們的值只能響應(yīng)到秒。

（2）每STEP有一個(gè)stopcondition option (SC.OPT) 和一個(gè) interrupt conditionoption(IC.OPT)。當(dāng)停止條件選項(xiàng)設(shè)置為ON且組態(tài)的STOP條件為T(mén)RUE，則SCM自動(dòng)地開(kāi)始執(zhí)行StopHandler。當(dāng)中斷條件選項(xiàng)設(shè)置為ON且組態(tài)的interrupt條件為T(mén)RUE，則SCM自動(dòng)地開(kāi)始執(zhí)行interruptHandler。

（3）  STEP的輸出應(yīng)注意在Instruction 和 Expression 都存在的情況下，優(yōu)先級(jí)別最高為Expression，Instruction則忽略不執(zhí)行，只能作為附加的描述信息。當(dāng)改變一個(gè)CM或SCM參數(shù)時(shí)，STEP的輸出表達(dá)式只支持一個(gè)委派作業(yè)。

（4）Step Output Instruction 具有HTML的格式，有兩種類(lèi)型：Informational and Confirmable。其中的信息Informational Instruction不需要操作人員確認(rèn)，而ConfirmableInstruction則是需要操作人員確認(rèn)。

（5）SCM STEP輸出的執(zhí)行帶有或沒(méi)有STEP輸出延時(shí)組態(tài)。在輸出表達(dá)式之間含有未確認(rèn)的Instructions存在時(shí)，所有輸出表達(dá)式可以在當(dāng)前STEP變?yōu)榧せ顣r(shí)同時(shí)執(zhí)行。

5  SCM Synchronization (SYNC) 功能塊

SCM的SYNCY在程序中主要起到串聯(lián)或并聯(lián)的連接作用。同步功能塊允許最多10個(gè)并行路徑，輸入到SYNC的只能是Steps 或Transitions，從SYNC輸出的也只能是Steps 或 Transitions，兩個(gè)SYNC功能塊不能直接連在一起。多根線(xiàn)能連接到SYNC的輸入針腳（最多10），每個(gè)輸出針腳只能連一根線(xiàn)，通過(guò)添加SYNC的輸出針腳可連接最多10個(gè)輸出。

6  SCM主程序結(jié)構(gòu)圖舉例說(shuō)明：

圖2  主程序結(jié)構(gòu)圖

這是一個(gè)在SCM中 Main Handler的程序結(jié)構(gòu)圖，在圖2中，S表示Step功能塊，T表示Transition功能塊，兩條直線(xiàn)表示Sync功能塊。當(dāng)主程序接受start命令，則開(kāi)始順序執(zhí)行S1功能塊。當(dāng)T1中的條件為T(mén)RUE時(shí)，同時(shí)執(zhí)行S2和S3功能塊；當(dāng)T2中的條件為T(mén)RUE時(shí)，同時(shí)執(zhí)行S4和S5功能塊；當(dāng)T4中的條件為T(mén)RUE時(shí)等待，直到T5和T3中的條件都為T(mén)RUE時(shí)，才執(zhí)行S6和S7功能塊；當(dāng)T6和T7中的條件同時(shí)都為T(mén)RUE時(shí)，才執(zhí)行S8功能塊，到此程序執(zhí)行完成。

7  結(jié)束語(yǔ)

SCM由Handlers構(gòu)成, Handler由Transitions 、 Steps和/或SYNC構(gòu)成，順序的功能塊構(gòu)成順序控制模塊SCM，極大地簡(jiǎn)化了批量邏輯的實(shí)施，維護(hù)操作更直觀、方便，特別適合用于我公司的順序控制較強(qiáng)的脫鹽裝置以及將來(lái)的煤氣化裝置。

參考文獻(xiàn)

[1] Honeywell Experion PKS Knowledge Builder.