張偉偉

摘要：皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)是一個以傳動裝置帶動輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)來運(yùn)送散件物料的運(yùn)輸設(shè)備，其控制系統(tǒng)是一個典型離散事件控制系統(tǒng)和按順序啟停的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。文中采用接近自然語言的邏輯規(guī)則化語言把系統(tǒng)各種控制轉(zhuǎn)化了邏輯層次的直觀描述，明確設(shè)備間的邏輯控制關(guān)系，優(yōu)化了皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)。方便了設(shè)備操作人員、系統(tǒng)開發(fā)人員以及此領(lǐng)域的專家進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)、修改和開發(fā)。

關(guān)鍵詞：皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)；規(guī)則化語言；控制邏輯規(guī)則表達(dá)式；聯(lián)控運(yùn)行模式；狀態(tài)轉(zhuǎn)換

中圖分類號：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044(2012)36-8818-03

皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中，為長距離運(yùn)送物料而采用的多臺皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)備的相互連接組成的皮帶運(yùn)輸線，其多臺設(shè)備的協(xié)同統(tǒng)一控制邏輯復(fù)雜。為此，采用自定義的邏輯規(guī)則描述語言[1]可以使皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的各離散的邏輯控制事件清晰化、高效化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制邏輯規(guī)則化和簡單化。

1 控制邏輯規(guī)則表達(dá)式

控制邏輯規(guī)則表達(dá)式，又稱邏輯規(guī)則式，是在參考了巴科斯-諾爾（BNF范式）和人工智能中信息狀態(tài)規(guī)則式的表示方法，用于對過程控制中邏輯關(guān)系的規(guī)則化描述[2]。

1.1 控制邏輯規(guī)則表達(dá)式的定義

1.2 控制邏輯規(guī)則表達(dá)式的特點(diǎn)

皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)則化描述方法采用控制邏輯規(guī)則表達(dá)式來表示，其定義了嚴(yán)格的邏輯規(guī)則描述語言的語法和語義。特點(diǎn)如下：

1）便于系統(tǒng)維護(hù)、修改和升級。

當(dāng)系統(tǒng)的硬件需要改變或升級時(shí)，只要更新規(guī)則庫，而不必要修改整個系統(tǒng)的程序代碼。

2）系統(tǒng)控制邏輯關(guān)系描述明晰、易于理解

采用邏輯規(guī)則式描述使系統(tǒng)中復(fù)雜的邏輯控制關(guān)系簡單化，程序設(shè)計(jì)的重心放在了系統(tǒng)控制策略動態(tài)描述上。近似自然語言的邏輯規(guī)則，提高了層次邏輯關(guān)系可讀性。有助于編寫系統(tǒng)軟件工程師和相關(guān)技術(shù)人員的理解和交流。

3）可通過配套軟件生成邏輯規(guī)則程序

經(jīng)精心設(shè)計(jì)和編寫的邏輯規(guī)則式，編寫簡單，接近自然語言?？赏ㄟ^編譯器、仿真軟件和調(diào)試軟件對邏輯規(guī)則式進(jìn)行仿真、糾錯和編譯，最終生成邏輯規(guī)則庫[4]。這些經(jīng)過檢驗(yàn)后的邏輯規(guī)則庫可嵌入式系統(tǒng)程序的控制策略或PLC控制程序[5]，由配套的解釋程序解釋執(zhí)行。

2 皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的控制邏輯規(guī)則語言

2.1 系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換

系統(tǒng)的工作狀態(tài)反映了整條皮帶運(yùn)輸線上的運(yùn)輸情況，包含了系統(tǒng)就緒、系統(tǒng)運(yùn)行和系統(tǒng)停機(jī)三種狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)下，系統(tǒng)首先進(jìn)行皮帶運(yùn)輸線上各設(shè)備的模式查詢和狀態(tài)查詢，當(dāng)線上所有設(shè)備均被設(shè)置為聯(lián)控運(yùn)行模式，并為正常狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入就緒狀態(tài)；如有設(shè)備存在預(yù)警、故障時(shí)，系統(tǒng)處于系統(tǒng)停機(jī)狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)具備了啟動條件處于系統(tǒng)就緒狀態(tài)時(shí)，操作人員可操作系統(tǒng)啟動按鈕，向尾設(shè)備發(fā)出逆向開機(jī)指令，皮帶運(yùn)輸線上各設(shè)備按照逆流方向依次進(jìn)入準(zhǔn)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)逆向開機(jī)指令傳遞到首設(shè)備時(shí)，首設(shè)備開機(jī)并向下游設(shè)備發(fā)送順向開機(jī)指令，在延時(shí)一走帶時(shí)間后，下游相鄰皮帶機(jī)開機(jī)，依次傳遞。

3 總結(jié)和展望

隨著時(shí)代的進(jìn)步，生產(chǎn)環(huán)境負(fù)責(zé)的限制與生產(chǎn)效率的要求，皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的級聯(lián)化已經(jīng)非常的普遍。該文以集群式皮帶運(yùn)輸機(jī)為切入點(diǎn)，將首尾串接的皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行規(guī)則化語言描述，以便進(jìn)行有效的邏輯規(guī)則控制。但是對多機(jī)協(xié)同工作的機(jī)群式皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)是一個融合了多種學(xué)科、多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)工程。該文只對聯(lián)控模式下對系統(tǒng)進(jìn)行了邏輯控制描述，還存在很多值得討論何進(jìn)一步深究的地方，而且單機(jī)運(yùn)行模式下的系統(tǒng)控制還有待更深入的研究。雖然我們團(tuán)隊(duì)的其他成員已經(jīng)在邏輯控制規(guī)則語言轉(zhuǎn)換為機(jī)器可執(zhí)行語言方面取得了一定的成績，但還有不足的地方，仍然有待代碼的優(yōu)化和效率方面的提高。

參考文獻(xiàn):

[1] 韓江洪,鄭淑麗,陸陽,等.離散事件系統(tǒng)規(guī)則化描述方法的研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,28(9):1081-1084.

[2] 陳海濱.邏輯規(guī)則描述語言在汽車車身控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2005.

[3] 李丹丹.港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2010.

[4] 李桂枝.皮帶機(jī)群控系統(tǒng)的Petri網(wǎng)建模與規(guī)則化描述[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2011.

[5] 高峰，孫培良.PLC控制系統(tǒng)的Petri網(wǎng)模型研究[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，22(12):4-6.