批次控制系统的制丝线生产上海.ppt

2009年02月,北京长征高科技公司 Beijing LM Hi-Tech Development Corporation,制丝线集控及电控系统新技术 基于批次控制技术的制丝线设计,2008年5月交流内容,制丝线生产管理系统方案介绍 系统概述 模型设计 功能范围划分 软件运行构架 数据库规划 开发技术平台 系统功能 数据采集 生产管理 工艺管理 质量管理 质量统计 统计过程控制 设备管理,本次交流内容,为什么要在制丝线中使用批次控制？ 批次控制系统在制丝线控制中的实现 批次控制标准S88简介 交流重点在批次控制技术及实现，对功能不再作过多描述,一、为什么要在制丝线中使用批次控制？,制丝线需求趋势,系统化设计 精细化加工 同质化加工 智能化控制 对市场快速反应,制丝线传统控制系统面临的问题,产品特性的调整困难 加工设备之间的柔性连接差 不能适应实验线研发新产品的需求 集成商之间难于沟通 需要提出新的控制方式,什么是批次控制？,工厂生产过程可以分为三类：批次过程、连续过程和离散过程 批次控制（Batch Control）是自动化控制领域一种控制方式 ，主要用于有批次过程要求的自动化生产控制中。具有批次控制特性的生产线所生产的产品都会有批次号。,什么是S88？,S88是ISA制定的批次控制标准，该标准通过模型和术语对批次控制系统的处理模型、物理模型和过程控制模型进行规范，把设备的控制和生产的过程相分离，通过配方来描述产品的属性和加工设备。,批次控制和S88的关系,S88是批次控制标准，自动化设备供应商提供的批次控制系统都会遵循该标准，不符合S88标准的批次控制系统将不具有开放性，不容易和其它系统集成，也就不能获得用户的认可。 本文后面所说批次控制（系统）符合S88标准；批次控制和BATCH表达同样含义,批次控制系统与传统控制系统的区别,批次控制系统与传统控制系统的区别,批次控制系统与传统控制系统的区别,批次控制系统与传统控制系统的区别,制丝线控制中使用批次控制的优点,根据配方进行生产，强化产品属性 变化工艺过程更加快捷，提高了灵活性 控制与工艺分离 动态绑定设备，提高了生产率 自动提交各种报告，帮助提高过程质量 提高了功能规范的一致性 增强了用户、系统集成商的信息沟通 缩短了产品进入市场的时间,为什么要在制丝线中使用批次控制？,采用符合S88标准的批次控制技术，能够很好地解决采用传统技术不便于解决的问题。,二、批次控制在制丝线上的实现,总体设计要求,全面的系统设计 精细化加工 柔性化生产 方便试制新产品 采用通用标准，实现设备和系统的快速集成 提高生产效率，自动实现资源的最优配置 避免人为因素影响，保证产品质量的一致性,批次控制符合制丝线控制要求,批次控制系统采用了面向产品的设计理念，符合系统的目标 通过改变配方参数和设备需求来设计产品，满足精细化和柔性化的要求 工艺师直接通过配方改变产品参数和工艺路径，方便试制新产品 具有标准化和模块化的特点，便于协作和集成 以设备模型为基础，动态绑定规定生产设备，提高生产效率 符合FDA验证要求，保证产品质量的有效性,批次系统在企业管理层次模型中的位置,设计平台选型,GE Fanuc Proficy Batch Wonderware InBatch Premier SIMATIC Batch Rockwell FactoryTalk Batch ,系统信息流,系统层次结构,建立物理模型,建立物理模型,物理模型的建立 制丝线（过程单元Process Cell） 工艺段（设备单元 UNIT） 储柜（设备单元UNIT） 设备组件模块（设备组件 Equipment Modules） 控制模块（Control Modules）,建立物理模型,建立物理模型,建立物理模型,UNIT划分的原则 与工艺段划分尽量一致 UNIT划分应尽可能保证同一生产线具备能够同时生产多个批次产品的能力 有喂料机的工艺段拆分UNIT时，要将喂料机和其前供料的设备共同划分为1个UNIT,建立过程模型,批次控制系统PLC编程实现 将模型映射为Unit和Phase 按照ISA S88标准定义Phase的12种状态 编写PLI程序 编写实现各个Phase的程序,建立过程模型,Phase的状态转换图,建立过程模型,标准PLI信息流,建立过程模型,按结构化规定编写PLC程序 基本结构层次是： 以调用各个Unit的程序作为第一层 以调用各个Phase的程序作为第二层 以调用各个具体测控对象的程序作为第三层,建立过程模型,按结构化规定编写PLC程序 按规定编写Unit程序，其调用顺序为： 相对独立的程序 采集状态的标准接口 调用各个Phase程序 更新状态的标准接口 相对独立的程序。,建立过程模型,Unit程序结构,建立过程模型,按结构化规定编写PLC程序 按规定编写Phase程序，其调用顺序为： 相对独立的程序 采集状态的标准接口 调用各个状态程序 更新状态的标准接口 相对独立的程序。,建立过程模型,Phase程序结构,建立配方,建立配方利用Recipe Editor,建立配方,建立配方自主开发配方工具,生产流程,完成配方设计 产品成分或原料构成 每种原料的数量或比例 制造产品所需要的设备 执行任务的顺序 用定制的BATCH客户端或标准客户端进行生产 执行订单 查看日志 其它操作,生产流程,启动和控制批次执行流程,批次控制系统设计生产流程,根据生产设备的物理布局和设备特点，建立设备的物理模型； 根据加工处理要求，建立过程模型； 根据工艺加工要求，建立工艺配方； 根据产品订单，生成批次指令并对批次加工指令进行排程； 调度执行批次生产，批次生产时调用需要的控制配方； 对批次生产进行监控执行； 执行完成，产生批次报表、归档生产数据等。,批次控制系统设计生产流程,根据设备的物理布局和设备特点，建立设备的物理模型,根据加工处理要求，建立过程模型,根据工艺加工要求，建立工艺配方,根据产品订单，生成批次指令并对批次加工指令进行排程,调度执行批次生产，批次生产时调用需要的控制配方,对批次生产进行监控执行,执行完成，产生批次报表、归档生产数据等,批次控制系统设计生产流程,三、 批次控制标准S88简介,批次工艺及控制,S88 已发布部分,批处理控制部分1（1995）：模型和术语 批处理控制部分2（2001）：语言的数据结构和使用指南 批处理控制部分3（2003）：（对部分1的加强）通用和现场配方模型和表述 批处理控制部分4：生产纪录,模型,S88标准的核心是规定了批次控制中使用的术语和模型，描述了整个产品生产过程的结构。 处理模型（Process Model） 物理模型 （Physical Model） 过程模型 （Procedural Model） 控制行为模型（Control Activity Model）,处理模型（Process Model）,