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施耐德电气S88简介

互联网 2013-12-18 09:26:46

[导读] S88.01 标准的全称为ANSI/ISA-88.01-1995,批处理控制部分1:模型和术语,这一标准得到了国际上的广泛接受,它被开发并针对用于批处理工业 。

国际的工业标准

S88.01 标准的全称为ANSI/ISA-88.01-1995,批处理控制部分1:模型和术语,这一标准得到了国际上的广泛接受,它被开发并针对用于批处理工业 。

批处理过程

你会发现在化工与制药行业有很多批处理工艺,同样在食品、饮料和造纸也有这样的工艺,批处理过程的特点之一就是:如果把不同批次的产品放在一起的话,很难区分哪一批生产的产品;批处理的另一个特点是:用同一种设备可以生产出不同的最终产品。这就是为什么对设备提出了高度柔性的要求了,S88标准为批处理控制提供了柔性的方法。

连续和离散过程

虽然标准是按批处理过程开发的,它也可适用于连续的和离散的过程上,连续过程的例子如:水的纯化和媒气获取; 离散过程的例子如:汽车生产;如果这些的生产过程中需要一定程度的柔性,那么就可以应用S88。

在S88.01之前:“设备”使用程序的情况

在批处理工业,设备用于在预处理阶段对原材料进行初步处理,通常这一过程需要程序对其进行控制,比如使用PLC。从设备的物理能力来说,它还能够执行其他功能或执行已有功能的不同部分,但是,因为过程使用了程序代码,所以柔性的可能性有,但并不大。如果要想使用同一个设备生产出不同的产品,你需要控制系统工程师的帮助,这也需要时间和金钱。

S88.01:模型和术语

S88中包含了模型和术语,用来构建生产过程的结构,S88的主要概念是:把设备的控制和生产的过程相分离,这就使得: 使用相同的设备,执行不同的过程,生产不同的产品成为可能。

物理模型

S88.01提供了一种层叠模型,用来对物理设备进行结构化的描述,被称为物理模型。控制系统工程师可以基于这个模型,对设备所有可能的功能进行编程。

 

S88

S88 物理模型

配方

产品的属性可以通过配方来进行描述。S88.01定义了4种类型的配方:通用、地点、主站和控制,每种配方包括了不同的级别,最高级别定义了整个的工艺过程,最低级别定义了实现的过程,一步跟一步,直至生产出最后的产品。S88的配方可以由工艺过程工程师来开发,无需知道设备控制的细节。

配方命令设备

当设备所有可能执行功能的程序编制完成之后,工艺过程工程师进行过程的选择(基本的设备功能如:混合、加热、加料等),工艺工程师要做的是:按工艺配方把不同的工艺段按流程装配在一起,配方会告诉设备执行什么功能、按什么顺序进行,这就完成了从原材料到最终产品的生产过程。应用了S88,使得新产品推向市场变得比较容易,因为在大多数情况下,不需要编制新的功能。

控制模型

 


如果你要实现一个批处理的生产,你必须要具备设备和配方,另外,在批处理过程中的很多控制行为也是非常重要的,比如:时间表、配方管理,过程控制。S88为这些行为提供一种模型,称为:控制行为模型,使用这种模型可以开发柔性控制系统,用它来实现柔性生产过程。

应用S88.01所产生的结果

标准颁布于1995年,从那时起,已经应用到了世界各地。众所周知,使用S88标准可以带来诸多的优势,比如:

• 提高了灵活性;

• 提高了生产率;

• 提高了设备产能;

• 提高了过程质量;

• 提高了生产数量;

• 减少了操作员的操作;

• 提高了功能规范的一致性;

• 增强了设备、用户、咨询、系统集成商的信息沟通;

• 不同供应商的集成变得容易 ;

• 缩短了产品进入市场的时间;

等等……

S88.02

语言的数据结构和使用指南

S88.02包含了数据模型、表格和标准方法来描述配方。

数据交换模型在S88.01的描述中,以4种型式进行信息传送:配方、设备能力、时序安排和处理日志,相关的表格用于不同系统间的信息交换。

数据模型,数据结构和内部关系

S88.02定义了数据模型,指定了一组对象、属性和它们的基本关系,涵盖部分1中的高层的抽象概念,这个模型的使用,是开发软件元件之间接口规范的起始点,部分1中指定模型是一种集成对象模型,但它们不假设或排除系统间功能性的详细分割。

语言的使用指南

S88.02 定义了图形语言的符号和规则,这种语言用于描述配方,配方是批处理控制中的核心,但它们既复杂又宽泛,没有一种配方可以描述所有的环境。S88.02标准规范了一种方法,用于描述主站和控制配方过程,可以用于复杂和宽泛的应用,这种方法被称为:PFC(过程功能图)。

下图为S88过程功能图(PFC)的例子:

 


S88.03: 通用和地点配方

ISA最近接受了S88标准的第3部分,这部分在2003年底被ANSI所接受,IEC在2004年4月接受该标准。

部分1和部分3的比较

S88的部分1对于S88的通用配方仅给出了很简单的信息,而S88的部分3为通用配方部分给出非常详细的定义。因为部分1聚焦于“批处理控制”,而最终用户需要一个标准,聚焦于产品信息的共同管理,这也就是部分3产生的原因。

通用配方

通用配方包含了产品生产的通用信息,通用配方中的信息需要不同的地点,每个地点都有自己的特性,比如能力,一致地用于度量和语言,然而,企业希望能够在不同地点生产相同的产品,这在S88部分3中,给出了这类问题的解决方案。

部分3中的内容

部分3聚焦于通用配方,它定义了通用配方中应该包含的信息,它也定义了一些标准符号,用于通用配方的描述,这样可以带来很多优点,比如:减少了由于语言的不同而带来的问题。部分3还定义了一个标准的方法,把通用配方(通用产品信息)转换成主站配方(用于生产产品的设备控制)。

优点

通用配方可以使企业在一个共同产品描述的环境下工作,它可以用于不同的地点,这一信息还可以用一种标准方式传换成主站配方,用于某种设备的控制。这种方式也使得研发部门和生产部门的沟通变得容易,甚至这些部门位于不同的国家、使用不同的语言。

S88.04: 生产记录

SP88 委员会已经开发了S88的第4部分,此部分聚焦的是生产记录。部分4提供了生产记录的详细描述,它包含了一个生产记录内容的对象模型,生产模型标准为用户提供了开发生产记录存储和/或交换的参考模型。基于这种标准的执行,允许用户读取、分析和报告所选生产记录的数据。

虽然S88部分4最初推荐给批处理过程使用,但对其他类型的过程也有相当大的价值,标准很好地遵从了通用食品法律,能够满足用户对系统跟踪和追溯的要求。

[整理编辑:CK365测控网]
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