集產(chǎn)品批次運(yùn)行、監(jiān)控、維護(hù)于一體的配方功能模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及UWinTech軟件平臺(tái)新增的一種配方功能模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]配方是描述一個(gè)批次的產(chǎn)品以及產(chǎn)品如何生產(chǎn)的批次生產(chǎn)說(shuō)明書(shū)，由設(shè)備資源的操作流程和步驟組成。批次生產(chǎn)系統(tǒng)可以非常靈活地為每個(gè)批次的產(chǎn)品分配一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，通過(guò)該唯一的標(biāo)識(shí)使生產(chǎn)的每批產(chǎn)品具有可追溯性，滿足質(zhì)量保證的要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)使用同一套生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)多個(gè)品種的產(chǎn)品，這在化工廠、制藥廠及食品飲料廠中非常普遍。最早為批量控制指定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的是ISA (Instrumentat1n, Systems, and Automat1n)組織于1995年發(fā)表的S88.01標(biāo)準(zhǔn)，它是S88標(biāo)準(zhǔn)的一部分，S88.01標(biāo)準(zhǔn)的貢獻(xiàn)是為批量生產(chǎn)過(guò)程定義了模型和術(shù)語(yǔ)，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)于1997年發(fā)布的IEC61512-1 (IEC1998)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)質(zhì)上引用了 S88.01標(biāo)準(zhǔn)。S88.01標(biāo)準(zhǔn)從兩個(gè)不同的視角，“過(guò)程(Process)”和“設(shè)備(Equipment)”來(lái)描述批量控制。過(guò)程角度代表的是化學(xué)工藝師、藥劑師的視角，而設(shè)備角度反映的是物理模型，代表的是生產(chǎn)操作員的視角。
[0003]標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于每個(gè)公司或者工廠以及他們特定的批處理實(shí)施步驟都是特殊的，在開(kāi)發(fā)的同時(shí)需要遵從各個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)隨著自控系統(tǒng)的提升，新的挑戰(zhàn)也隨之而來(lái)，在使用中時(shí)刻面臨著一些問(wèn)題，主要包括:目前沒(méi)有通用模型用于批處理控制，沒(méi)有對(duì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致意見(jiàn)，讓公司遵守。用戶很難準(zhǔn)確表達(dá)他們對(duì)批處理過(guò)程控制的要求，甚至沒(méi)有通用的術(shù)語(yǔ)。由于每個(gè)供應(yīng)商都有自己的方法解決用戶批處理控制問(wèn)題，因而很難把不同供應(yīng)商的設(shè)備集成在一起。很難對(duì)批處理控制解決方案進(jìn)行配置和修改，因?yàn)檫@些代碼并沒(méi)有分解到不同的控制模塊中。另外，代碼在PLC中執(zhí)行，不得不需要分立的定制管理信息系統(tǒng)MIS在整個(gè)批處理生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)原材料進(jìn)行跟蹤和記錄。目前，盡管現(xiàn)有生產(chǎn)模塊都服從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可是控制技術(shù)并不成熟。并且，現(xiàn)有的批處理控制系統(tǒng)常用于處理同樣的工序，或很少對(duì)工序進(jìn)行變更的工程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種集產(chǎn)品批次運(yùn)行、監(jiān)控、維護(hù)于一體的配方功能模塊，該配方功能模塊作為UWinTech軟件平臺(tái)的新增模塊，致力于向用戶提供模塊化、集成化、可擴(kuò)展的開(kāi)放配方產(chǎn)品批次控制平臺(tái)，有助于幫助用戶減少產(chǎn)品生產(chǎn)周期中的各種費(fèi)用。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案:
集產(chǎn)品批次運(yùn)行、監(jiān)控、維護(hù)于一體的配方功能模塊，為UWinTech軟件平臺(tái)新增的功能模塊，該配方功能模塊應(yīng)用于Batch控制系統(tǒng)，包括:
配方配置管理器(UWinBatch)，采用點(diǎn)陣式編輯模式，每一個(gè)點(diǎn)陣對(duì)應(yīng)一個(gè)步階段，步階段的新增、編輯、刪除等操作只需一步操作，生產(chǎn)任務(wù)單的配置采用最直觀的列表模式，生產(chǎn)任務(wù)單的名稱、預(yù)設(shè)、單位等信息可根據(jù)用戶需要任意配置，同時(shí)生產(chǎn)任務(wù)單可以在后續(xù)的步階段配置中使用，以達(dá)到生產(chǎn)任務(wù)單的配置決定整個(gè)配方的運(yùn)行邏輯，上述步階段是指一個(gè)階段下的步；
配方運(yùn)行體(BatchSvr)，主要負(fù)責(zé)配方的運(yùn)行任務(wù)，同時(shí)間可接受最高255個(gè)配方的運(yùn)行，CPU使用率保持在10%以內(nèi)，配方運(yùn)行體通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行局域網(wǎng)內(nèi)的信息協(xié)調(diào)，使得同一局域網(wǎng)內(nèi)的配方運(yùn)行體對(duì)于同一配方的運(yùn)行是唯一性的，但是最終反饋到各個(gè)操作站上的配方實(shí)時(shí)信息是協(xié)調(diào)一致的，配方運(yùn)行體同時(shí)支持不同客戶端的統(tǒng)一控制功能；所述配方配置管理器(UWinBatch)實(shí)時(shí)控制配方運(yùn)行體(BatchSvr)，配方運(yùn)行體(BatchSvr)控制配方監(jiān)控平臺(tái)(BatchCtlWin)，配方監(jiān)控平臺(tái)(BatchCtlWin)則監(jiān)視配方配方運(yùn)行體(BatchSvr)的運(yùn)行信息；
所述配方配置管理器(UWinBatch)在控制上體現(xiàn)為配方生產(chǎn)與管理，所述配方運(yùn)行體(BatchSvr)在控制上體現(xiàn)為生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度、過(guò)程管理、設(shè)備監(jiān)控、過(guò)程控制、人員與環(huán)境保護(hù)，所述配方監(jiān)控平臺(tái)(BatchCtlWin)在控制上體現(xiàn)為生產(chǎn)信息管理；
所述配方配置管理器(UWinBatch)包括配方生產(chǎn)與管理、生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度、生產(chǎn)信息管理，所述配方運(yùn)行體(BatchSvr)包括過(guò)程管理，所述配方監(jiān)控平臺(tái)(BatchCtlWin)包括設(shè)備監(jiān)控，所述配方功能模塊還包括過(guò)程控制、人員與環(huán)境保護(hù)；
配方生產(chǎn)與管理，用于創(chuàng)建、保存、以及維護(hù)配方，其結(jié)果產(chǎn)生主配方；
生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度，用于為批量生產(chǎn)的調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行決策分析；
過(guò)程管理，用于從主配方創(chuàng)建控制配方，并對(duì)批量生產(chǎn)初始化，從開(kāi)始即監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程，收集批量生產(chǎn)和設(shè)備的事件信息；
設(shè)備監(jiān)控，用于獲取和執(zhí)行工藝要素、管理設(shè)備資源、收集批量生產(chǎn)和設(shè)備單元的事件信息；
過(guò)程控制，用于控制設(shè)備階段的執(zhí)行，屬于集散控制系統(tǒng)DCS的功能；
人員與環(huán)境保護(hù)，不屬于IEC61512-1的范圍，但它是實(shí)際Batch控制系統(tǒng)的一部分；生產(chǎn)信息管理，用于收集、保存、處理、以及報(bào)告產(chǎn)品信息，生產(chǎn)記錄應(yīng)保存的數(shù)據(jù)包括批次的識(shí)別信息、絕對(duì)時(shí)間戳、以及所用的設(shè)備信息；
所述配方功能模塊的控制實(shí)現(xiàn)部分由集散控制系統(tǒng)DCS實(shí)現(xiàn)，所述配方功能模塊通過(guò)腳本與控制站的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，控制站的數(shù)據(jù)庫(kù)用于控制集散控制系統(tǒng)DCS，控制站完成配方功能模塊的邏輯實(shí)現(xiàn)和過(guò)程控制，配方功能模塊的設(shè)備監(jiān)控和過(guò)程記錄由集散控制系統(tǒng)DCS的人機(jī)界面(HMI)層軟件實(shí)現(xiàn)，而配方功能模塊中的配方生產(chǎn)與管理、生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度、過(guò)程管理則超出了集散控制系統(tǒng)DCS的功能范疇，三者以一個(gè)高級(jí)應(yīng)用軟件包的形式，即Batch服務(wù)器，外掛在集散控制系統(tǒng)DCS的系統(tǒng)平臺(tái)上；
所述配方功能模塊通過(guò)生產(chǎn)任務(wù)單將產(chǎn)品所用到的原料按照配比關(guān)系羅列出來(lái)，同時(shí)在產(chǎn)品配方運(yùn)行前根據(jù)需要手動(dòng)修改數(shù)據(jù)，以階段和步配合的形式運(yùn)行整個(gè)配方過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)把配方植入到集散控制系統(tǒng)DCS中，通過(guò)手動(dòng)輸入和執(zhí)行腳本語(yǔ)言自動(dòng)寫(xiě)入產(chǎn)品配方批號(hào)的方式，采用批次作為識(shí)別產(chǎn)品的唯一標(biāo)識(shí)，運(yùn)行批次事件同時(shí)方便后續(xù)查看；
所述配方功能模塊的控制過(guò)程包括多種階段，階段為執(zhí)行動(dòng)作的類型，多種階段包括手動(dòng)階段、等待階段、腳本階段、設(shè)備階段、跳轉(zhuǎn)階段，手動(dòng)階段用于手動(dòng)確認(rèn)是否執(zhí)行下一步，等待階段用于上一步到下一步的精確時(shí)間延時(shí)，腳本階段用于執(zhí)行一段腳本語(yǔ)言，腳本語(yǔ)言可以是一段賦值語(yǔ)句，也可以是一段等待條件判斷語(yǔ)句，生產(chǎn)工藝中相關(guān)設(shè)備單元組成一個(gè)設(shè)備，設(shè)備階段用于將設(shè)備中的設(shè)備單元執(zhí)行，所述跳轉(zhuǎn)階段用于上一步執(zhí)行完后跳轉(zhuǎn)到不同的執(zhí)行步；上述每種階段下對(duì)應(yīng)有步，步為階段的一個(gè)具體動(dòng)作；
所述配方功能模塊基于S88.0l的批處理解決方案，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化和工序復(fù)用技術(shù)降低時(shí)間和工程成本的同時(shí)減少了故障修復(fù)時(shí)間，針對(duì)Batch控制，制定了通用的術(shù)語(yǔ)，便于不同用戶準(zhǔn)確表達(dá)他們的意圖和要求，這些通用的原則、數(shù)據(jù)和模型，可以將不同供應(yīng)商的解決方案集合起來(lái)，解決用戶批處理控制問(wèn)題；所述配方功能模塊對(duì)集散控制系統(tǒng)DCS內(nèi)的控制代碼進(jìn)行定義，將其分解為更小的控制模塊，更加有利于對(duì)配方進(jìn)行修改，同時(shí)有利于對(duì)分解后的控制模塊的重復(fù)使用，配方可以靈活的修改從而生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，在無(wú)需改變集散控制系統(tǒng)DCS內(nèi)控制代碼的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)配方的修改和創(chuàng)建。
[0006]進(jìn)一步地，所述配方功能模塊通過(guò)配置配方的安全區(qū)來(lái)設(shè)置不同用戶對(duì)產(chǎn)品配方的操作權(quán)限，當(dāng)用戶是配方的安全區(qū)設(shè)定的客戶時(shí)，才可對(duì)配方進(jìn)行操作，所述安全區(qū)根據(jù)不用功能的操作權(quán)限設(shè)置