基于Petri网的工业过程分层递阶协调控制

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1、摘要基于Petri网的工业过程分层递阶协调控制摘要计算机集成化分层递阶控制结构已经被广泛地应用于工业控制实践中，而随着工业生产控制要求不断向任务集成化以及控制柔性化发展，从顺序逻辑图到逻辑编程的传统分层递阶控制设计方案已显得越来越复杂繁琐。本文提出了一种工业过程分层递阶协调控制方案，通过使用基于扩展Petfi网的协调器实现分层递阶结构中的协调层，在组态环境下实现控制逻辑到控制序列的直接转换，从而达到任务集成化、设计简便化的目的；按照本文提出的基于扩展Petfi网的生产控制逻辑建模步骤可以快速方便地将实际经验转换为扩展Pet

2、ri网模型，通过运行Petri网模型来实现分层递阶协调控制。进一步，根据以上控制方案设计开发了EPN．Tool调度控制控件，它提供了用于开发基于扩展Petri网控制逻辑模型的图形化编辑环境，内建了基于扩展Petfi网的运行机，通过OPC数据交换协议和DataGate数据接口进行通信，可以集成于工业组态软件中工作，直接根据扩展Petn网生产逻辑模型实现控制任务。最后，在MPCE仿真平台上对工业聚丙烯生产开车过程进行了仿真实验。使用EPN．Tool控件分别对聚丙烯生产开车过程的各工艺段开北京化工大学硕士学位论文发TPetri网

3、逻辑控制模型，并且成功的在MPCE仿真平台上实施了整个开车过程的自动控制试验。实验表明，这种基于扩展Petri网的计算机集成化分层递阶控制方案可以方便有效地建立起混杂控制系统，具有广泛的发展前景。关键词：分层递阶控制，Petri网，协调控制，工业过程Ⅱ?F_j)摘要PetrinetBasedHierarchicalCoordinatedControlforIndustrialProcessUstrlalrocessABSTRACTIntegratedhierarchicalcontrolstructurehasbeenwi

4、delyusedinindustrycontr01．Asthemodemindustrialplantsareexpectedtobehighlytask-integratedandflexible，thecommonhierarchicalcontrolsolutionwhichbedesignedwithprecedencediagramandprogramminglanguageseemstobemoreandmorecomplex．Thispaperproposesanewhierarchicalcontrolst

5、ructure，whichusesanextendedPetrinet·basedtranslatortoconveythecontrollogictocommandsequencedirectlyandcoordinateintegratedtasks．Thismethodprovidesawaytodevelopcontrolsystemeasily,integrallyandflexibly．TheapproachtomodelPetrinet-basedcontrollogic，whichproposedinthi

6、spaper,CallmakeiteasiertoconveyoperatingexperienceintoallextendedPetrinet—basedmodel，andtoimplementacoordinatedcontrolsystemdirectlybyrunningthemodel．北京化工大学硕士学位论文MPCE．ThetoolcallexecutecontroltasksaccordingtotheextendedPetri-netbasedcontrollogic．Finally,asimulatio

7、nexperimentontheautomaticstart-upprocessofpolypropyleneproducingisimplementedundertheMPCEsimulation—environment．ThestudyshowsthattheextendedPetri—netbasedcomputerintegratedhierarchalcontrolstructureisaconvenientandeffectivemethodtoestablishahybridcontrolsystem．KEY

8、WORDS：hierarchical，Petrinet，coordination，industrycontrolIV目录第一章前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1论文研究的主要目的和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2论文主要内容概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．3文献综述⋯⋯⋯