关键词:
自动化生产线
HIGRAPH
EVENT-B
建模
验证
摘要:
自动化生产线因具有生产效率高、加工过程稳定等诸多优点已被广泛用于多个加工行业。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来,而且极大地提高了劳动生产率。近年来,放射性医疗产品碘[125I]密封籽源在治疗恶性肿瘤方面有着良好的效果,使用自动化生产线生产可以极大地提高生产效率,同时可以避免人为不稳定因素对生产的影响。在自动化生产线正式投入到工业领域使用之前,它必须经过大量的长期严格的测试,从而检测出设计过程中的错误。在测试过程中发现,有些故障无法人为制造,但是这些故障一旦出现会带来设备损坏甚至人身伤害。本课题依托于125I自动化生产线工程项目,论文以碘[125I]自动化生产线控制程序的设计和形式化方法验证为研究对象,主要研究工作和研究成果如下:首先,完成了125I自动化生产线控制结构设计。一方面在详细分析125I自动化生产线需求的基础上,根据实际生产工艺流程,对上料、焊接和倒头工序机械结构进行设计和安装,同时用传感器取代定时器判断工位的定位情况。另一方面根据项目的进展,现场增加了包括嵌入式服务器、触摸屏、激光焊接机等一些控制设备,通过使用西门子SIMATIC MANAGER组建了完整的网络系统,可以实现设备间信息的共享,生产数据备份,远程控制和监控等功能。其次,完成了125I自动化生产线控制程序设计。在考虑生产线可能出现多种故障的前提下,一方面通过使用HIGRAPH状态图的方法对生产线的主通道控制功能可以较便捷地实现对故障的排查处理,同时对3个工位进行软件程序设计,除此之外还对部分异常状况编写相应测试程序,使用台型结构状态表实现对程序变量的变更管理。另一方面通过OPC技术实现了生产线系统中不同设备之间的数据传输,解决了通信设备间的异构问题,同时根据项目需求开发OPC客户端实现对生产数据的客制化存储。最后,提出利用EVENT-B形式化方法对所设计的125I自动化生产线控制程序进行数学建模和验证。在详细分析EVENT-B形式化方法原理的基础上,严格按照EVENT-B语言的规范描述系统的安全性和功能需求,制定准确详细的精化策略,并通过横向精化和纵向精化步骤逐步引入新的元素实现新的设计功能,构建系统模型来证明相关的Proof Obligation,从而确保设计模型的安全性和准确性。