CN102637013A - 动态管路图的绘制与控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种动态管路图的绘制与控制方法，包括步骤：S101.利用设计好的控件搭建气路原理图中的气路；S102.将所述搭建好的气路用相互连接的顶点图的形式表示出来；S103.构建所述顶点图的连通矩阵；S104.根据所述连通矩阵，找出顶点图中从起点到终点的所有路径，并记录这些路径；S105.检测各条路径状态是否为通路，若被检测路径中所有控件的状态属性均为开，则此路径为通路，将此路径中所有控件颜色属性置为通路状态颜色；否则，置为闭路状态颜色。本发明提供的动态管路图的绘制和控制方法，使用户能够很好的监控当前设备上各种流体的控制效果，具有友好的图形用户界面，并且易于将其移植到其它同类型的设备上去。

Description

动态管路图的绘制与控制方法

技术领域

本发明涉及工业控制自动化领域，具体涉及一种流体动态管路图的绘制与控制方法。

背景技术

随着工业控制的发展，工厂自动化的程度越来越高，人们对工厂的控制设备的要求已不再是简单满足于对设备功能的需求，而更多的是追求使用设备的舒适度，界面作为用户使用设备最直接有效的一个接口，它的舒适程度直接影响到用户对设备的满意度。所以界面的好坏也是用户对设备满意度评价中一个不可或缺的条件。

目前工业控制中，很多设备都不同程度的会用到气体或液体进行工艺加工，这就不可避免的会涉及到对这些气体或液体等流体的控制。尤其是在半导体工艺设备中，会用到各种各样的气体和药液，为了使用户能够很好的监控当前设备上各种流体的控制效果，就需要有一个友好的图形用户界面。

目前，很多设备还处于通过二极管灯等基本物理器件表达各种阀、控件等的状态来进行监控流体的，也有部分设备采用软件的图形用户界面来进行监控的，但这些监控界面大多还处于基本的设备物理器件的状态显示，并且对于界面中的阀、管道、流量控制器等控件的控制也没有一种通用的方法进行控制。这样就需要人工的去处理这些组件的控制，对于不同的设备，不同的流体控制线路，就要去设定不同的控制逻辑，对于某特定设备上做好的监控逻辑，很难将其移植到其它同类型的设备上去，并且对于同一台设备上的流体线路的简单改造也会引起对设备监控逻辑的巨大变革，通用性差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种通用的动态管路图的绘制和控制方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种动态管路图的绘制与控制方法，包括步骤：

S101.利用设计好的控件搭建气路原理图中的气路；

S102.将所述搭建好的气路用相互连接的顶点图的形式表示；

S103.构建所述顶点图的连通矩阵；

S104.根据所述连通矩阵，找出顶点图中从起点到终点的所有路径，并记录这些路径；

S105.检测各条路径状态是否为通路，若被检测路径中所有控件的状态属性均为开，则此路径为通路，将此路径中所有控件颜色属性置为通路状态颜色；否则，置为闭路状态颜色。

优选地，所述步骤S101中的控件包括但不限于管道控件、阀门控件、流量控制器控件、压力控制器控件和炉体控件。

优选地，所述管道控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；状态属性，此状态表明此管道当前是通还是不通的状态；管道颜色，若所在路径为通路，用一种颜色标示，若所在路径不为通路，则用另外一种颜色标示；动态变化箭头，此属性用于模拟气体/液体流速的动画显示，若所在路径为通路，则箭头动态渐变，若所在路径不为通路，则箭头静态显示。

优选地，所述阀门控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；状态属性，此状态表明此阀门当前的开关状态；阀门颜色，若阀门为开，用一种颜色标示，若阀门为关，则用另一种颜色标示。

优选地，所述流量控制器控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；设定值属性，用于设定此路气体流量；反馈值属性，用于反馈气体当前流量；状态属性，若流量计反馈值大于零，则此状态为开，否则为关。

优选地，所述压力控制器控件，气路的入口点，包括：一个节点，这个节点是连接其下游元件的节点；反馈值属性，用户反馈当前气路的压力值；状态属性，反馈值大于零，则此状态为开，否则为关。

优选地，所述炉体控件为气路的终点，包括：一个节点，这个节点是连接其上游元件的节点；状态属性，此状态反应此时炉体是否可通入反应气体。

优选地，所述步骤S105中若被检测路径中所有控件的状态属性均为开，则将此路径中所有控件颜色属性置为绿色；否则，置为灰色。

优选地，所述步骤S103中连通矩阵中元素记为P_ij；当两顶点相连通时，P_ij＝1，当两顶点不相连通时，P_ij＝0。

优选地，所述步骤S104中利用图遍历的思想，遍历出顶点图中从起点到终点的所有路径，具体包括步骤：

S401.根据原理图得出顶点图的起点和终点；

S402.简化连通矩阵；

S403.根据简化的连通矩阵，从顶点图的起点开始查找，检测与当前顶点相连通的所有邻接顶点；若邻接顶点不为当前路径上已检测的顶点，则记录该邻接顶点，转步骤S404；若没有邻接顶点，则转入步骤S405；

S404.将检测到的邻接顶点置为当前顶点，转步骤S403；

S405.检测当前顶点是否为所需求的终点；若是，则记录当前路径，此路径即为所要查找的从起点到终点的一条路径，否则，放弃此路径。

(三)有益效果

本发明提供的动态管路图的绘制和控制方法，使用户能够很好的监控当前设备上各种流体的控制效果，具有友好的图形用户界面，并且易于将其移植到其它同类型的设备上去。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明一实施例中某设备部分气路原理图；

图3为根据图2气路原理图得到的顶点图；

图4为根据图3顶点图得到的连通矩阵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不是限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的动态管路图的绘制与控制方法，包括步骤：

S101.利用设计好的控件搭建气路原理图中的气路；

S102.将所述搭建好的气路用相互连接的顶点图的形式表示；

S103.构建所述顶点图的连通矩阵；

S104.根据所述连通矩阵，找出顶点图中从起点到终点的所有路径，并记录这些路径；

S105.检测各条路径状态是否为通路，若被检测路径中所有控件的状态属性均为开，则此路径为通路，将此路径中所有控件颜色属性置为通路状态颜色；否则，置为闭路状态颜色。

管路图包括管道、阀门、流量控制器、反应腔室等部分；根据阀门、流量控制器等的开关状态，动态显示管路中流体的流动状态；管路图适用于液体、气体等流体的传输表现。

以图2所示气路原理图为例。

用户控件设计：

管道控件，管道控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；状态属性，此状态表明此管道当前是通还是不通的状态(通常情况下管道状态为通)；管道颜色，若所在路径为通路，用一种颜色标示(例如绿色)，若所在路径不为通路，则用另外一种颜色标示(例如灰色)；动态变化箭头，此属性用于模拟气体/液体流速的动画显示，若所在路径为通路，则箭头动态渐变，若所在路径不为通路，则箭头静态显示。

阀门控件，阀门控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；状态属性，此状态表明此阀门当前的开关状态；阀门颜色，若阀门为开，用一种颜色标示(例如绿色)，若阀门为关，则用另一种颜色标示(例如灰色)。

流量控制器控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；设定值属性，用于设定此路气体流量；反馈值属性，用于反馈气体当前流量；状态属性，若流量计反馈值大于零，则此状态为开，否则为关。

压力控制器控件，气路的入口点，包括：一个节点，这个节点是连接其下游元件的节点；反馈值属性，用户反馈当前气路的压力值；状态属性，反馈值大于零，则此状态为开，否则为关。

炉体控件，气路的终点，包括：一个节点，这个节点是连接其上游元件的节点；状态属性，此状态反应此时炉体是否可通入反应气体(一般情况下此状态为开)。

气路图动态显示算法步骤：

1.利用上述设计好的控件搭建气路原理图中的气路；

2.将搭建好的气路用顶点图的形式表示出来，如图3所示，图中的每一个顶点都表示一个控件。图3中的顶点1，2，3，4，...，21分别表示图2中的控件PT1，L1，V1，L2，MFC1，L3，V2，L4，L5，ProcessChamber，L6，L7，MFC2，L8，V3，L9，L10，PT2，L11，V4，L12。

3.构建图的连通矩阵，如图4所示。V₁，V₂，V₃，…，V₂₁分别表示图的顶点1，2，3，...，21，连通矩阵P(G)中元素记为P_ij，当V_i与V_j相连通时，P_ij＝1，当V_i与V_j不相连通时，P_ij＝0。

4.根据连通矩阵，利用图遍历的思想，遍历出图中从起点到终点的所有路径，并记录这些路径。

1)如图3所示，根据原理图可以得出V₁、V₁₈为图的起点，V₁₀为图的终点；

2)简化矩阵：根据连通矩阵特性可知，P(G)对角线元素全为1，对角线元素表示顶点自身连通，所以可将对角线元素置为零，即当i＝j时，P_ij＝0。

3)根据简化矩阵，从定义的图的起点开始查找，以起点V₁为例，V₁为当前正在检查的顶点，检查与V₁相连通的所有顶点，即邻接顶点，若该邻接顶点不为当前路径上已检查的顶点，则记录该邻接顶点，转步骤4)；若V₁没有邻接顶点，则转入步骤5)；

4)将检查到的邻接顶点置为当前顶点，转步骤3)，继续检查与当前顶点连通的所有邻接顶点；

5)检查当前顶点是否为所需求的终点，若是，则记录当前路径，此路径即为所要查找的从起点到终点的一条路径，否则，放弃此路径；

5.检测各条路径状态是否为通路，若被检测路径中所有控件状态属性均为开，则此路径为通路，则将此路径中所有控件颜色属性置为通路状态颜色，此颜色在控件中已设定；否则，置为闭路状态颜色。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种动态管路图的绘制与控制方法，其特征在于，包括步骤：

S101.利用设计好的控件搭建气路原理图中的气路；

S102.将所述搭建好的气路用相互连接的顶点图的形式表示；

S103.构建所述顶点图的连通矩阵；

S104.根据所述连通矩阵，找出顶点图中从起点到终点的所有路径，并记录这些路径；

S105.检测各条路径状态是否为通路，若被检测路径中所有控件的状态属性均为开，则此路径为通路，将此路径中所有控件颜色属性置为通路状态颜色；否则，置为闭路状态颜色。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S101中控件包括但不限于管道控件、阀门控件、流量控制器控件、压力控制器控件和炉体控件。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述管道控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；状态属性，此状态表明此管道当前是通还是不通的状态；管道颜色，若所在路径为通路，用一种颜色标示，若所在路径不为通路，则用另外一种颜色标示；动态变化箭头，此属性用于模拟气体/液体流速的动画显示，若所在路径为通路，则箭头动态渐变，若所在路径不为通路，则箭头静态显示。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阀门控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；状态属性，此状态表明此阀门当前的开关状态；阀门颜色，若阀门为开，用一种颜色标示，若阀门为关，则用另一种颜色标示。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流量控制器控件包括：两个节点，这两个节点分别是与其相连接的上游元件和下游元件的连接节点；设定值属性，用于设定此路气体流量；反馈值属性，用于反馈气体当前流量；状态属性，若流量计反馈值大于零，则此状态为开，否则为关。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压力控制器控件，气路的入口点，包括：一个节点，这个节点是连接其下游元件的节点；反馈值属性，用户反馈当前气路的压力值；状态属性，反馈值大于零，则此状态为开，否则为关。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述炉体控件为气路的终点，包括：一个节点，这个节点是连接其上游元件的节点；状态属性，此状态反应此时炉体是否可通入反应气体。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S105中若被检测路径中所有控件的状态属性均为开，则将此路径中所有控件颜色属性置为绿色；否则，置为灰色。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S103中连通矩阵中元素记为P_ij；当两顶点相连通时，P_ij＝1，当两顶点不相连通时，P_ij＝0。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S104中利用图遍历的思想，遍历出顶点图中从起点到终点的所有路径，具体包括步骤：

S401.根据原理图得出顶点图的起点和终点；

S402.简化连通矩阵；

S403.根据简化的连通矩阵，从顶点图的起点开始查找，检测与当前顶点相连通的所有邻接顶点；若邻接顶点不为当前路径上已检测的顶点，则记录该邻接顶点，转步骤S404；若没有邻接顶点，则转入步骤S405；

S404.将检测到的邻接顶点置为当前顶点，转步骤S403；

S405.检测当前顶点是否为所需求的终点；若是，则记录当前路径，此路径即为所要查找的从起点到终点的一条路径，否则，放弃此路径。

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