[发明专利]一种化工生产控制系统

权利要求书

1.一种化工生产控制系统，其特征在于，所述化工生产控制系统设置有：控制模块、可编程控制器、监控模块、采集/控制模块以及生产/控制对象模块；所述控制模块通过可编程控制器与监控模块相连；

所述控制模块包括数据服务器、历史数据站、工程师站、操作员站、巡检员站和调度员站；所述数据服务器、工程师站、操作员站、巡检员站和调度员站与一对互为冗余以太网相连；

所述监控模块包括现场监控模块、远程监控模块以及集中监控模块，所述采集/控制模块与生产/控制对象模块相连；

所述可编程控制器的控制方法包括如下步骤：

1)，根据待验证的程序，生成控制流图CFG，给CFG中的结点添加3个属性:R插值，S插值和E插值，R插值是结点可达的约束条件，判断一个状态的可达性；S插值和E插值对路径进行规约，加快程序的验证；给CFG的边添加属性W；一条边的W值表示以该边指向的结点为根结点的子图中，还没有被遍历的分支的个数；

2)，根据生成的CFG，生成抽象可达图ARG，如果沿着一条路径生成一个新状态s，如果s对应的R插值被满足，说明状态s可达，继续沿着状态s遍历该路径；否则，状态s不可达，则该路径终止，遍历其他路径；对于一个可达的状态s，如果状态s对应的E插值被该路径对应的路径公式蕴含，说明沿着该状态存在一条到达目标状态的路径，程序不安全；如果状态s对应的S插值被蕴含，说明以状态为起点的所有路径都是安全的，不需要沿着状态s探索程序；如果状态s是可达的，且E插值和S插值都不被蕴含，则继续沿着状态s遍历该路径；

3)，在生成ARG的过程中，发现一条反例路径，到达目标状态，则需要进一步判断反例路径是否虚假；不是虚假反例，则说明程序是不安全的；否则，根据虚假反例，细化模型，分别计算并更新对应状态的R插值，S插值和E插值，执行重新生成ARG，直到找到一条真反例路径或不存在反例路径；

4)R插值，S插值和E插值均采用四阶四次B样条插值曲线的构造方法给CFG 中的结点添加属性；具体包括：

给定区间[a,b]的一个扩充分划：

t_-6≤t_-4≤t_-2≤a＝t₀＜t₁＜…＜t_2i＜t_2i+1＜…＜t_2m-1＜t_2m＝b≤t_2(m+1)≤t_2(m+2)≤t_2(m+3)；

及de Boor控制顶点序列：

d_-1,d₀,d₁,d₂,…,d_m,d_m+1；

区间[a,b]上以：

{t_-6,t_-4,t_-2,t₀,t₂,…,t_2i,…,t_2(m-1),t_2m,t_2(m+1),t_2(m+2),t_2(m+3)}；

为样条结点的四阶四次B样条曲线记为：

其中B样条基函数Ωj(t)的支集上的样条结点为：

t_2(j-2),t_2(j-1),t_2j,t_2(j+1),t_2(j+2)，j＝-1,0,1,…,m+1；

在r(t)的基础上，构造一条四阶四次B样条插值曲线r_I(t)，使得它通过诸型值点列{d_k}，即满足插值条件：

r_I(t_2k)＝d_k,k＝0,1,2,…,m；

连接曲线段r(t)两端点r(t_2i)和r(t_2i+2)的直线段记为：

连接两相邻de Boor点d_i和d_i+1的直线段记为：

调配函数 的表达式为：

其中e_i0是自由参数，

所述R插值，S插值和E插值均采用的四阶四次B样条插值曲线的构造方法还保包括：

选取调配函数，作连结各样条小区间的两个端点的直线以及连结以及对应的两相邻deBoor控制顶点的直线，作各样条小区间上的样条曲线上的点与连结各样条小区间的两个端点的直线上的点的差得到增量向量；

将增量向量通过伸缩后平移到连结两相邻de Boor控制顶点的直线上就得到了各样条小区间插值于de Boor控制顶点的插值曲线；

对于四阶四次B样条曲线用增量伸缩平移方法，生成相应的插值曲线，其调配函数中含有一个自由参数，是一个四阶四次B样条多项式。