1  前言

PKS（過程知識系統(tǒng)）是一個規(guī)模可變的、基于各種知識驅(qū)動的控制系統(tǒng)平臺。SCM是PKS系統(tǒng)中專門為順序控制而設(shè)計的一種控制功能算法。SCM 遵循S88.01 標準，除正常處理外還包括異常處理能力。當用戶規(guī)定的異常條件發(fā)生時，程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個替換的處理序列。異常處理支持重啟動能力，從中斷點或任意需要的步驟重新啟動順控程序的執(zhí)行。標準的異常處理器包括檢查、中斷、重啟動、保持、停止、中止等。在公司的硝銨、甲醛、二聚和空分裝置中都用了SCM順控模塊實現(xiàn)流量的累積和分子篩順序控制。

2  SCM的架構(gòu)

SCM是一個容器，包含一個或多個Handler的容器。

每個SCM至少有一個MainHandler，但它可有多個Main Handler和可選的exception handlers。

每個Handler由多個transitions、steps 和synchronization blocks組成。

SCM只能允許一個Handler在運行，其它的Handler（已組態(tài)且有過程條件）只能等待。

當指定的條件滿足，則Main Handler的順控程序停止，exception handler(Abort, Stop, Hold, and Interrupt) 開始順序執(zhí)行異常程序。

3  SCM的Handler

    SCM的Handler分為可組態(tài)的Handler和不可組態(tài)的Handler，可組態(tài)的Handler如圖1所示。

3.1  可組態(tài)的Handler有：

（1）    Check Handler：SCM激活或執(zhí)行一個RESET命令或在Main、Stop和Abort Handler處理完成后執(zhí)行。

（2）    Main Handler：是SCM的主程序，SCM能包含多個Main Handler，當Main Handler激活且Transition條件滿足（True）時自動執(zhí)行，當Main Handler激活且發(fā)布START命令時手動執(zhí)行。

（3）    Interrupt Handler：就象MainHandler的一個子程序，當active Step的interrupt 條件滿足或發(fā)布interrupt命令或InterruptHandler 激活且 Invoke Transition 條件滿足時執(zhí)行。

（4）    Hold Handler：是一個異常的Handler，當發(fā)布HOLD命令或Hold Handler 激活且 Invoke Transition 條件滿足時執(zhí)行。

    （5）Restart Handler：只能從Held狀態(tài)開始執(zhí)行，完成后直接進入Main Handler主程序。

（6）    Stop Handler：是一個異常的Handler，當發(fā)布STOP命令或Stop Handler 激活且 Invoke Transition 條件滿足時執(zhí)行。

（7）    Abort Handler：是一個異常的Handler，當發(fā)布ABORT命令或Abort Handler 激活且 Invoke Transition 條件滿足時執(zhí)行。

通常我們組態(tài)的順控程序放在Main Handler中，當SCM下裝以后自動執(zhí)行，其它的Handler可以不用組態(tài)。

3.2  不可組態(tài)的Handler有：

（1）    Null Handler：當發(fā)布一個Check、 Interrupt、 Hold、Restart、 Stop、或 Abort 命令且沒有相對應(yīng)的組態(tài)程序，則執(zhí)行這個Null Handler。如，當一個 Main Handler完成后，SCM通過Check Handler 返回到Idle狀態(tài)，當沒有已組態(tài)的 Check Handler，則執(zhí)行 Null Handler 。

（2）    Edit Handler：只有當SCM處于INACTIVE狀態(tài)才執(zhí)行，Edit Handler完成初始化行為和SCM的確認；SCM的確認是尋找和標識在SCM中所有的Handler、Steps 和Transitions的組態(tài)錯誤；在SCM開始執(zhí)行之前，發(fā)布RESUME命令使SCM在validated狀態(tài)，可以檢查SCM及其組件的組態(tài)狀態(tài)。

這是兩個固有的內(nèi)部的Handler，其目的在于空程序的調(diào)用以及SCM的語句檢查。

4  Handler的結(jié)構(gòu)

4.1  Transition 功能塊

（1）    Transition功能塊本質(zhì)上就是一個“wait” statement；一個Transition包含最多10個用于邏輯門的條件；這些條件使用3個主邏輯門和1個次邏輯門連接在一起進行邏輯運算；在SCM繼續(xù)執(zhí)行之前，Transition statement在邏輯上必須為TRUE（=1）。

（2）    每個新的Handler在添加時總帶有一個invoketransition功能塊，缺省的invoke transition是一個“空”的 transition，沒有任何條件且所有邏輯門都為NONE；若SCM要執(zhí)行這個Handler程序，需要操作人員或另一個SCM發(fā)布一個START命令，每次從程序的開始invoke transition處執(zhí)行。

（3）    如果Handler需要連續(xù)運行，invoketransition必須包含總是為TRUE的statement且程序最后一個STEP必須反饋連接到這個invoke transition；為了disable SCM自動執(zhí)行，可設(shè)置Force Permit 參數(shù)為 On 和 Force Request參數(shù)為 Off，該設(shè)置讓總是為TRUE的條件為FALSE。

（4）    Transition 條件 Bypass/Force請求，在SCM的invoketransitions總是為TRUE且SCM設(shè)計為連續(xù)執(zhí)行回路，為了停止SCM的執(zhí)行，當強制允許為ON時，可以將一個條件強制到ON或OFF。

4.2  Step 功能塊

（1）    一個STEP最多包含16個可執(zhí)行的輸出表達式。輸出表達式控制跟蹤通過CM或SCM參數(shù)的過程行為，記錄SCM的事件、提供Comments, Warnings, Notes, and/or Output Instructions界面與操作人員交互。

每STEP有兩個與時間相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，MINTIME 和 MAXTIME。最小等待時間（MINTIME）指定了當前STEP的所有輸出完成后，延時多長時間執(zhí)行隨后的transition 功能塊。最大活動時間（MAXTIME）指定了step timeout報警觸發(fā)前當前STEP能保持多久活動的時間。MAXTIME不影響當前STEP的的執(zhí)行，MINTIME和MAXTIME在一個循環(huán)內(nèi)測量，也就是說如果PERIOD=1000ms，則它們的值只能響應(yīng)到秒。

（2）每STEP有一個stopcondition option (SC.OPT) 和一個 interrupt conditionoption(IC.OPT)。當停止條件選項設(shè)置為ON且組態(tài)的STOP條件為TRUE，則SCM自動地開始執(zhí)行StopHandler。當中斷條件選項設(shè)置為ON且組態(tài)的interrupt條件為TRUE，則SCM自動地開始執(zhí)行interruptHandler。

（3）  STEP的輸出應(yīng)注意在Instruction 和 Expression 都存在的情況下，優(yōu)先級別最高為Expression，Instruction則忽略不執(zhí)行，只能作為附加的描述信息。當改變一個CM或SCM參數(shù)時，STEP的輸出表達式只支持一個委派作業(yè)。

（4）Step Output Instruction 具有HTML的格式，有兩種類型：Informational and Confirmable。其中的信息Informational Instruction不需要操作人員確認，而ConfirmableInstruction則是需要操作人員確認。

（5）SCM STEP輸出的執(zhí)行帶有或沒有STEP輸出延時組態(tài)。在輸出表達式之間含有未確認的Instructions存在時，所有輸出表達式可以在當前STEP變?yōu)榧せ顣r同時執(zhí)行。

5  SCM Synchronization (SYNC) 功能塊

SCM的SYNCY在程序中主要起到串聯(lián)或并聯(lián)的連接作用。同步功能塊允許最多10個并行路徑，輸入到SYNC的只能是Steps 或Transitions，從SYNC輸出的也只能是Steps 或 Transitions，兩個SYNC功能塊不能直接連在一起。多根線能連接到SYNC的輸入針腳（最多10），每個輸出針腳只能連一根線，通過添加SYNC的輸出針腳可連接最多10個輸出。

6  SCM主程序結(jié)構(gòu)圖舉例說明：

圖2  主程序結(jié)構(gòu)圖

這是一個在SCM中 Main Handler的程序結(jié)構(gòu)圖，在圖2中，S表示Step功能塊，T表示Transition功能塊，兩條直線表示Sync功能塊。當主程序接受start命令，則開始順序執(zhí)行S1功能塊。當T1中的條件為TRUE時，同時執(zhí)行S2和S3功能塊；當T2中的條件為TRUE時，同時執(zhí)行S4和S5功能塊；當T4中的條件為TRUE時等待，直到T5和T3中的條件都為TRUE時，才執(zhí)行S6和S7功能塊；當T6和T7中的條件同時都為TRUE時，才執(zhí)行S8功能塊，到此程序執(zhí)行完成。

7  結(jié)束語

SCM由Handlers構(gòu)成, Handler由Transitions 、 Steps和/或SYNC構(gòu)成，順序的功能塊構(gòu)成順序控制模塊SCM，極大地簡化了批量邏輯的實施，維護操作更直觀、方便，特別適合用于我公司的順序控制較強的脫鹽裝置以及將來的煤氣化裝置。

參考文獻

[1] Honeywell Experion PKS Knowledge Builder.