基于NCES模型的制造單元控制系統(tǒng)建模與死鎖分析.pdf

1、制造單元控制是指在將原材料加工成零件以及將零件組裝成產(chǎn)品過程中實(shí)現(xiàn)工藝和管理的控制。隨著市場(chǎng)需求的不斷變化和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)制造企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化能力、保持系統(tǒng)穩(wěn)定性等要求越來越高，導(dǎo)致制造單元控制系統(tǒng)的管理日益復(fù)雜并且難以預(yù)測(cè)。因此，為制造單元控制系統(tǒng)建立可靠、健壯并且易于分析的模型對(duì)于檢驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)運(yùn)行效率尤為重要。本文提出了一種基于功能塊的制造單元控制系統(tǒng)建模與分析方法，以實(shí)現(xiàn)制造單元控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)重構(gòu)為主要目標(biāo)，

2、通過一個(gè)原型建模來快速了解單元控制系統(tǒng)的構(gòu)造及運(yùn)行情況，提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在設(shè)備布局、資源調(diào)配及工序控制等方面的問題。
　　在系統(tǒng)模型的構(gòu)建方面，為了使控制系統(tǒng)能有更好的模塊性、重用性、容錯(cuò)性以及可維護(hù)性等特性，將用于開放分布式IPMCS(IndustryProcessMeasurementandcontrolSystem，工業(yè)過程控制系統(tǒng))的IEC61499功能塊模型引入底層設(shè)備的建模中，提出了適應(yīng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)重構(gòu)的通用虛擬制造設(shè)備(VM

3、D)復(fù)合功能塊概念。并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了基于復(fù)合功能塊的混合式控制體系結(jié)構(gòu)，使得單元控制系統(tǒng)內(nèi)的執(zhí)行控制與重構(gòu)控制能夠并行執(zhí)行。
　　在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模方面，結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)條件/事件系統(tǒng)(Net-Condition/Event-System，NCES)模型與拓展對(duì)象Petri網(wǎng)技術(shù)，提出了拓展對(duì)象NCES(ExtendedObject-orientedNCES，EONCES)模型的形式化定義、建模與分析方法:一給出了各VMD復(fù)合功能塊的

4、網(wǎng)絡(luò)條件/事件模塊(Net-Condition/Event-Model，NCEM)構(gòu)建方法及其與擴(kuò)展對(duì)象Petri網(wǎng)結(jié)合的建模步驟;二提出了單元控制系統(tǒng)EONCES模型的通用分解算法，并依據(jù)此算法對(duì)上述模型進(jìn)行分解，用于系統(tǒng)模型的動(dòng)態(tài)分析;三提出了基于VMD復(fù)合功能塊EONCEM模型與系統(tǒng)EONCES模型的死鎖探測(cè)算法，并且利用此算法對(duì)上述模型進(jìn)行了死鎖探測(cè)分析。
　　最后根據(jù)本文提出的建模方法和分析理論，以一個(gè)真實(shí)完整的制造單元