制丝线集控及电控系统新技术

02月北京长征高科技企业BeijingLMHi-TechDevelopmentCorporation制丝线集控及电控系统新技术

————基于批次控制技术制丝线设计

制丝线集控及电控系统新技术第1页年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效范围划分软件运行构架数据库规划开发技术平台系统功效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制丝线集控及电控系统新技术第2页此次交流内容为何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实现批次控制标准S88介绍交流重点在批次控制技术及实现，对功效不再作过多描述制丝线集控及电控系统新技术第3页一、为何要在制丝线中使用批次控制？制丝线集控及电控系统新技术第4页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集控及电控系统新技术第5页制丝线传统控制系统面临问题产品特征调整困难加工设备之间柔性连接差不能适应试验线研发新产品需求集成商之间难于沟通

需要提出新控制方式制丝线集控及电控系统新技术第6页什么是批次控制？工厂生产过程能够分为三类：批次过程、连续过程和离散过程批次控制（BatchControl）是自动化控制领域一个控制方式

，主要用于有批次过程要求自动化生产控制中。含有批次控制特征生产线所生产产品都会有批次号。制丝线集控及电控系统新技术第7页什么是S88？S88是ISA制订批次控制标准，该标准经过模型和术语对批次控制系统处理模型、物理模型和过程控制模型进行规范，把设备控制和生产过程相分离，经过配方来描述产品属性和加工设备。制丝线集控及电控系统新技术第8页批次控制和S88关系S88是批次控制标准，自动化设备供给商提供批次控制系统都会遵照该标准，不符合S88标准批次控制系统将不含有开放性，不轻易和其它系统集成，也就不能取得用户认可。本文后面所说批次控制（系统）符合S88标准；批次控制和BATCH表示一样含义制丝线集控及电控系统新技术第9页批次控制系统与传统控制系统区分传统控制系统BATCH控制系统由PLC中逻辑实现工艺设备选择和参数下发由BATCH中组态实现工艺设备选择和参数下发工艺过程固定工艺过程可经过BATCH方便地重新组合修改PLC中程序改变工艺过程修改BATCH中组态改变工艺过程制丝线集控及电控系统新技术第10页批次控制系统与传统控制系统区分传统控制系统批次控制系统生产线设备被看做是一个整体生产线设备按照不一样层次被划分为一个个模块生产线控制程序是一个整体对应设备模块，生产线控制程序由一个个含有标准接口程序模块组成由PLC执行生产线控制程序逻辑实现工艺过程由BATCH组合调用程序模块实现工艺过程制丝线集控及电控系统新技术第11页批次控制系统与传统控制系统区分传统控制系统批次控制系统由PLC控制逻辑决定程序执行步骤由BATCH组态决定程序执行步骤PLC只与HMI交互除HMI外，PLC还与BATCH进行应答式交互每时每刻经过参数表上传工艺数据在指定步骤，采取应答方式，经过汇报上传工艺数据制丝线集控及电控系统新技术第12页批次控制系统与传统控制系统区分传统控制系统批次控制系统设备工艺状态无要求设备工艺状态被定义为标准12种状态设备工艺状态转换无要求设备工艺12种状态之间转换次序有严格要求设备工艺状态自己定义设备工艺状态符合ISA88国际标准制丝线集控及电控系统新技术第13页制丝线控制中使用批次控制优点依据配方进行生产，强化产品属性改变工艺过程愈加紧捷，提升了灵活性控制与工艺分离动态绑定设备，提升了生产率自动提交各种汇报，帮助提升过程质量提升了功效规范一致性增强了用户、系统集成商信息沟通缩短了产品进入市场时间制丝线集控及电控系统新技术第14页为何要在制丝线中使用批次控制？

采取符合S88标准批次控制技术，能够很好地处理采取传统技术不便于处理问题。制丝线集控及电控系统新技术第15页二、批次控制在制丝线上实现制丝线集控及电控系统新技术第16页总体设计要求全方面系统设计精细化加工柔性化生产方便试制新产品采取通用标准，实现设备和系统快速集成提升生产效率，自动实现资源最优配置防止人为原因影响，确保产品质量一致性制丝线集控及电控系统新技术第17页批次控制符合制丝线控制要求批次控制系统采取了面向产品设计理念，符合系统目标经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要求工艺师直接经过配方改变产品参数和工艺路径，方便试制新产品含有标准化和模块化特点，便于协作和集成以设备模型为基础，动态绑定要求生产设备，提升生产效率符合FDA验证要求，确保产品质量有效性制丝线集控及电控系统新技术第18页批次系统在企业管理层次模型中位置制丝线集控及电控系统新技术第19页设计平台选型GEFanucProficyBatchWonderwareInBatch™PremierSIMATICBatchRockwellFactoryTalkBatch……制丝线集控及电控系统新技术第20页ArchiverSCADABatchServerServerPak自主ActiveXHMIBISBatch

ClientClientPak系统信息流RESCADAPLC/DCSBISERP/MESEnterprisePak自主开发配方工具RecipeEditorEquipmentEditorDevelopmentPak制丝线集控及电控系统新技术第21页系统层次结构制丝线集控及电控系统新技术第22页建立物理模型制丝线集控及电控系统新技术第23页建立物理模型物理模型建立制丝线（过程单元ProcessCell）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EquipmentModules）控制模块（ControlModules）制丝线集控及电控系统新技术第24页建立物理模型制丝线集控及电控系统新技术第25页建立物理模型制丝线集控及电控系统新技术第26页建立物理模型UNIT划分标准与工艺段划分尽可能一致UNIT划分应尽可能确保同一生产线具备能够同时生产多个批次产品能力有喂料机工艺段拆分UNIT时，要将喂料机和其前供料设备共同划分为1个UNIT制丝线集控及电控系统新技术第27页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ISAS88标准定义Phase12种状态编写PLI程序编写实现各个Phase程序制丝线集控及电控系统新技术第28页建立过程模型Phase状态转换图制丝线集控及电控系统新技术第29页建立过程模型标准PLI信息流制丝线集控及电控系统新技术第30页建立过程模型按结构化要求编写PLC程序基本结构层次是：以调用各个Unit程序作为第一层以调用各个Phase程序作为第二层以调用各个详细测控对象程序作为第三层制丝线集控及电控系统新技术第31页建立过程模型按结构化要求编写PLC程序按要求编写Unit程序，其调用次序为：相对独立程序采集状态标准接口调用各个Phase程序更新状态标准接口相对独立程序。制丝线集控及电控系统新技术第32页建立过程模型Unit程序结构

制丝线集控及电控系统新技术第33页建立过程模型按结构化要求编写PLC程序按要求编写Phase程序，其调用次序为：相对独立程序采集状态标准接口调用各个状态程序更新状态标准接口相对独立程序。制丝线集控及电控系统新技术第34页建立过程模型Phase程序结构

制丝线集控及电控系统新技术第35页建立配方建立配方——利用RecipeEditor制丝线集控及电控系统新技术第36页建立配方建立配方——自主开发配方工具制丝线集控及电控系统新技术第37页生产流程完成配方设计产品成份或原料组成每种原料数量或百分比制造产品所需要设备执行任务次序用定制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制丝线集控及电控系统新技术第38页生产流程开启和控制批次执行流程制丝线集控及电控系统新技术第39页批次控制系统设计生产流程依据生产设备物理布局和设备特点，建立设备物理模型；依据加工处理要求，建立过程模型；依据工艺加工要求，建立工艺配方；依据产品订单，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。制丝线集控及电控系统新技术第40页批次控制系统设计生产流程依据设备物理布局和设备特点，建立设备物理模型依据加工处理要求，建立过程模型依据工艺加工要求，建立工艺配方依据产品订单，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、归档生产数据等制丝线集控及电控系统新技术第41页批次控制系统设计生产流程制丝线集控及电控系统新技术第42页三、批次控制标准S88介绍制丝线集控及电控系统新技术第43页批次工艺及控制原料储备罐1原料储备罐2原料储备罐3少许添加包装线1包装线2供料罐1供料罐2喷射干燥1喷射干燥2搅拌罐批次离散连续制丝线集控及电控系统新技术第44页S88已公布部分《批处理控制部分1（1995）：模型和术语》《批处理控制部分2（）：语言数据结构和使用指南》《批处理控制部分3（）：（对部分1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》制丝线集控及电控系统新技术第45页模型S88标准关键是要求了批次控制中使用术语和模型，描述了整个产品生产过程结构。处理模型（ProcessModel）物理模型（PhysicalModel）过程模型（ProceduralModel）控制行为模型（ControlActivityModel）制丝线集控及电控系统新技术第46页处理模型（ProcessModel）制丝线集控及电控系统新技术第47页物理模型（PhysicalModel）制丝线集控及电控系统新技术第48页过程模型（Pro