6、化工过程操作程序的系统合成方法

化工过程操作程序的系统合成方法

1. 操作程序合成概述

在化工过程中，基于自动机的方法可用于自动合成正常操作程序。其基本步骤如下：
1. 构建未控制工厂中所有组件的自动机模型（对应特定层级）。
2. 构造自动机来表示所有控制规范。
3. 结合步骤（1）和（2）中创建的自动机，生成一个可允许的监督器。
4. 通过用辅助自动机扩充可允许的监督器来生成一个可实施的监督器，然后相应地确定合适的操作程序。

下面以一个加热容器的例子（示例3.2）来说明这一过程。

2. 过程描述

考虑如图所示的加热容器，容器内液位高度由液位传感器监测，会发出“液位高（LH）”和“液位低（LL）”两种信号来触发相应的物料转移操作。同时，液体温度也会被测量，会报告“温度高（TH）”和“温度低（TL）”两种临界状态，分别用于停用和启动加热操作。

在操作中，填充容器时，进口阀V - 2应打开，出口阀V - 1应关闭；排空容器时，V - 1应打开，V - 2应关闭。为确保安全操作，只有在确认相应的传感器信号（LL或LH）时，才应向容器内输送或从容器内输送液体。此外，达到目标温度后应关闭加热器，且在液位达到LH之前不应开启加热器。初始时，容器内液位为LL，温度为TL，两个阀门均关闭，加热器关闭。

3. 组件模型

为简化说明，本示例忽略所有设备故障。2 - 5层的组件模型概述如下：
- 第2和3层 ：过程配置由执行器的集体状态决定。图中有三个执行器，理论上有八种可能的配置，但为确保可操作性和安全性，排除了四种配置：
1. 避免同时打开两个阀