張偉偉

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

關鍵詞：皮帶運輸系統(tǒng)；規(guī)則化語言；控制邏輯規(guī)則表達式；聯控運行模式；狀態(tài)轉換

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

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

1 控制邏輯規(guī)則表達式

控制邏輯規(guī)則表達式，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系的規(guī)則化描述[2]。

1.1 控制邏輯規(guī)則表達式的定義

1.2 控制邏輯規(guī)則表達式的特點

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

1）便于系統(tǒng)維護、修改和升級。

當系統(tǒng)的硬件需要改變或升級時，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)中復雜的邏輯控制關系簡單化，程序設計的重心放在了系統(tǒng)控制策略動態(tài)描述上。近似自然語言的邏輯規(guī)則，提高了層次邏輯關系可讀性。有助于編寫系統(tǒng)軟件工程師和相關技術人員的理解和交流。

3）可通過配套軟件生成邏輯規(guī)則程序

經精心設計和編寫的邏輯規(guī)則式，編寫簡單，接近自然語言?？赏ㄟ^編譯器、仿真軟件和調試軟件對邏輯規(guī)則式進行仿真、糾錯和編譯，最終生成邏輯規(guī)則庫[4]。這些經過檢驗后的邏輯規(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 皮帶運輸系統(tǒng)的控制邏輯規(guī)則語言

2.1 系統(tǒng)的狀態(tài)轉換

系統(tǒng)的工作狀態(tài)反映了整條皮帶運輸線上的運輸情況，包含了系統(tǒng)就緒、系統(tǒng)運行和系統(tǒng)停機三種狀態(tài)。當系統(tǒng)處于停止狀態(tài)下，系統(tǒng)首先進行皮帶運輸線上各設備的模式查詢和狀態(tài)查詢，當線上所有設備均被設置為聯控運行模式，并為正常狀態(tài)時，系統(tǒng)進入就緒狀態(tài)；如有設備存在預警、故障時，系統(tǒng)處于系統(tǒng)停機狀態(tài)。當系統(tǒng)具備了啟動條件處于系統(tǒng)就緒狀態(tài)時，操作人員可操作系統(tǒng)啟動按鈕，向尾設備發(fā)出逆向開機指令，皮帶運輸線上各設備按照逆流方向依次進入準運行狀態(tài)，當逆向開機指令傳遞到首設備時，首設備開機并向下游設備發(fā)送順向開機指令，在延時一走帶時間后，下游相鄰皮帶機開機，依次傳遞。

3 總結和展望

隨著時代的進步，生產環(huán)境負責的限制與生產效率的要求，皮帶運輸系統(tǒng)的級聯化已經非常的普遍。該文以集群式皮帶運輸機為切入點，將首尾串接的皮帶運輸機進行規(guī)則化語言描述，以便進行有效的邏輯規(guī)則控制。但是對多機協(xié)同工作的機群式皮帶運輸系統(tǒng)是一個融合了多種學科、多領域的復雜系統(tǒng)工程。該文只對聯控模式下對系統(tǒng)進行了邏輯控制描述，還存在很多值得討論何進一步深究的地方，而且單機運行模式下的系統(tǒng)控制還有待更深入的研究。雖然我們團隊的其他成員已經在邏輯控制規(guī)則語言轉換為機器可執(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:

[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)大學學報:自然科學版,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)中的應用與研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學,2005.

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

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

[5] 高峰，孫培良.PLC控制系統(tǒng)的Petri網模型研究[J].武漢工業(yè)學院學報，2003，22(12):4-6.