一、控制系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)包括三個控制站（ST01，ST02，ST03），單控制站規(guī)模，模擬量512點或者數(shù)字量1024點?？刂普維T01包括5條乳油配置生產(chǎn)線、2條水\微乳配置生產(chǎn)線和1條微膠囊配置生產(chǎn)線的所有控制點?？刂普維T02包括3條懸浮劑配置生產(chǎn)線。并且預(yù)留了2條懸浮劑配置生產(chǎn)線的擴展能力?？刂普維T03包括4條粉劑配置生產(chǎn)線和1條顆粒劑配置生產(chǎn)線。并且預(yù)留了1條顆粒劑配置生產(chǎn)線的擴展能力。
圖1DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)采用全冗余設(shè)計（電源冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余、控制冗余、IO冗余、操作冗余），控制站采用最新的高性能CPU，實時數(shù)據(jù)存儲器、冗余SNet驅(qū)動單元和冗余CNet驅(qū)動單元等功能模塊組成，強大的數(shù)據(jù)運算處理能力和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級硬件品質(zhì)，確保能夠在工業(yè)現(xiàn)場高速穩(wěn)定的實現(xiàn)各類復(fù)雜的控制策略。模擬量采用單點卡，支持模塊的點點隔離、點點配電、點點在線更換。不僅可靠性高，維護也及其方便。另外還配置Modbus通訊模件，負(fù)責(zé)和全廠其它第三方設(shè)備實現(xiàn)無縫連接。
二、配方操作站
配方操作站提供配方的管理、生產(chǎn)任務(wù)的管理、批次報表等功能。
2.1配方的管理
配方管理頁面可以看到乳油、水\微乳、微膠囊、懸浮劑、粉劑、顆粒劑所有生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品配方信息，可以新建、修改、刪除某種產(chǎn)品的配方。產(chǎn)品的配方信息包括產(chǎn)品類型（乳油、微膠囊等）、生產(chǎn)產(chǎn)品需要經(jīng)過的設(shè)備單元（油相釜、水相釜等）、設(shè)備單元的生產(chǎn)過程參數(shù)（溫度、時間、重量等）等信息。
新建配方時選擇產(chǎn)品類型，系統(tǒng)自動調(diào)出產(chǎn)品類型的配方模板。配方模板可以預(yù)先組態(tài)好也可以由用戶工藝工程師去維護。
以微膠囊產(chǎn)品A為例，產(chǎn)品A的配方信息如下：
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微膠囊配方 |
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設(shè)備單元 |
生產(chǎn)過程參數(shù) |
產(chǎn)品A |
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油相釜 |
二甲苯加入量（公斤） |
5 |
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成囊劑加入量（公斤） |
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乳化劑加入量（公斤） |
2 |
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助劑加入量（公斤） |
1 |
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料倉粉體加入量（公斤） |
60 |
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升溫溫度（℃） |
40 |
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油相釜溫度到后攪拌時間（分鐘） |
30 |
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水相釜 |
軟水加入量(公斤） |
30 |
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膠體保護劑加入量（公斤） |
5 |
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乳化劑加入量（公斤） |
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升溫溫度（℃） |
60 |
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均質(zhì)攪拌時間（分鐘） |
45 |
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保溫釜 |
保溫釜升溫溫度（℃） |
60 |
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保溫釜升溫后保溫時間（分鐘） |
240 |
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穩(wěn)定劑加入量（公斤） |
6 |
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穩(wěn)定劑加入后攪拌保溫時間（分鐘） |
50 |
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黃原膠溶液加入量（公斤） |
10 |
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PH調(diào)節(jié)劑加入量（公斤） |
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防凍劑加入量（公斤） |
3 |
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降溫溫度（℃） |
30 |
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成品槽 |
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如果產(chǎn)品A在油相釜中不需要加入成囊劑，只要不填“成囊劑加入量”或者把這項刪除。
鑒于配方機密的考慮，只有有配方管理權(quán)限的工藝工程師才能做配方的管理功能（權(quán)限可配置）。
2.2生產(chǎn)任務(wù)的管理
在配方操作站新建生產(chǎn)任務(wù)，選擇產(chǎn)品配方、計劃生產(chǎn)成品量以及計劃執(zhí)行時間，系統(tǒng)會產(chǎn)生一條生產(chǎn)任務(wù)計劃。創(chuàng)建任務(wù)時系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)設(shè)定的信息計算出所需的包材。
點擊明細(xì)可以查看生產(chǎn)配方里各種原料的配比量，具有配方管理權(quán)限的工藝工程師還可以看到生產(chǎn)配方的生產(chǎn)過程參數(shù)。創(chuàng)建好的生產(chǎn)任務(wù)可以修改、刪除。
在計劃執(zhí)行時間前30分鐘（可配置）系統(tǒng)會提示有生產(chǎn)計劃需要被執(zhí)行，生產(chǎn)管理人員可以檢查生產(chǎn)準(zhǔn)備情況。生產(chǎn)管理人員確認(rèn)后，生產(chǎn)任務(wù)改變狀態(tài)為“等待執(zhí)行”。
生產(chǎn)操作人員可以點擊【開始】按鈕，開始生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行。任務(wù)執(zhí)行后系統(tǒng)會自動生成產(chǎn)品批次號（批次號生成規(guī)律可配置），一個生產(chǎn)任務(wù)可以包含多個生產(chǎn)批次。此時，生產(chǎn)任務(wù)狀態(tài)：
生產(chǎn)批次狀態(tài)：
也可以在任務(wù)下面人工創(chuàng)建批次，批次號系統(tǒng)自動生成。
批次執(zhí)行過程中，控制站里組態(tài)好的順序控制邏輯會一步步執(zhí)行，提示操作工按照操作規(guī)程一步步操作。例如微膠囊產(chǎn)品A的控制邏輯如下：
每一步邏輯可以包括控制子邏輯。備料子邏輯如下：
油相釜子邏輯如下：
油相釜子邏輯里面的每步邏輯可以分解成更細(xì)的子邏輯。
控制邏輯里面的生產(chǎn)過程參數(shù)變量來自配方信息，如果配方信息里缺少某項生產(chǎn)過程參數(shù)，系統(tǒng)會跳過這個邏輯往下執(zhí)行。
生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行完成后，查看生產(chǎn)任務(wù)如下圖：
質(zhì)量部門可以把對每批次產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中的化驗數(shù)據(jù)結(jié)果錄入系統(tǒng)。選擇任務(wù)或者批次，可以查看任務(wù)或批次的事件日志、操作記錄、報警記錄和產(chǎn)品品質(zhì)數(shù)據(jù)。
生產(chǎn)管理人員可以選擇搜索條件過濾生產(chǎn)任務(wù)，找出符合搜索條件的生產(chǎn)任務(wù)，打印生產(chǎn)任務(wù)報表，如生產(chǎn)任務(wù)日報、周報、月報、年報等，任務(wù)包括的批次信息也可以打印出來。生產(chǎn)管理人員可以搜索出指定的產(chǎn)品批次，查找追索批次的生產(chǎn)過程信息。
2.3批次報表
可以定制符合客戶工藝要求的批次報表。
系統(tǒng)還可以定制各種生產(chǎn)管理報表。如某種產(chǎn)品的日報、周報、月報、季報、年報等；某種原材料消耗的日報、周報、月報、季報、年報等；水電消耗的日報、周報、月報、季報、年報等。
三、UW500 DCS平臺上批處理控制邏輯的實施
3.1 單元設(shè)備建模
主要設(shè)備在UW500 DCS平臺上有與之對應(yīng)的控制模型。例如R-2101油相釜設(shè)備單元圖紙如下：
Figure 9油相釜設(shè)備單元
在UW500 DCS平臺上，會建立一個之對應(yīng)的控制模型，這個模型里包括單元設(shè)備內(nèi)的控制邏輯，比如泵的起停、閥的開關(guān)、壓力控制回路、溫度控制回路以及連鎖邏輯等。另外這個模型還有自己的事件方法，比如二甲苯進料、隔膜泵進料、料倉投料、油相釜升溫、攪拌、排料等。
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微膠囊生產(chǎn)線單元設(shè)備模型 |
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單元設(shè)備 |
基礎(chǔ)邏輯 |
事件方法 |
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R-2103配置釜 |
開關(guān)閥邏輯 |
進水（W） |
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起停攪拌邏輯 |
投料（W) |
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稱重 |
調(diào)溫（T) |
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排料（W) |
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R-2101油相釜 |
開關(guān)閥邏輯 |
二甲苯進料（W) |
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起停攪拌邏輯 |
隔膜泵進料（W) |
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起停泵邏輯 |
料倉投料（W) |
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壓力控制回路 |
調(diào)溫（T) |
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溫度控制回路 |
攪拌（t） |
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稱重 |
排料（W) |
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R-2102水相釜 |
開關(guān)閥邏輯 |
軟水進水（W) |
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起停攪拌邏輯 |
隔膜泵進料（W) |
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起停泵邏輯 |
水相釜進料（W) |
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均質(zhì)機控制邏輯 |
調(diào)溫（T) |
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溫度控制回路 |
攪拌（t） |
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稱重 |
均質(zhì)（t) |
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排料（W) |
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R-2104A 1#保溫釜 |
開關(guān)閥邏輯 |
水相釜進料（W) |
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起停攪拌邏輯 |
隔膜泵進料（W) |
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起停泵邏輯 |
配膠釜進料（W) |
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溫度控制回路 |
調(diào)溫（T) |
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稱重 |
攪拌（t） |
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排料（W) |
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R-2104B 2#保溫釜 |
開關(guān)閥邏輯 |
水相釜進料（W) |
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起停攪拌邏輯 |
隔膜泵進料（W) |
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起停泵邏輯 |
配膠釜進料（W) |
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溫度控制回路 |
調(diào)溫（T) |
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稱重 |
攪拌（t） |
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排料（W) |
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V-2101A 1#成品槽 |
開關(guān)閥邏輯 |
進料（W) |
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起停泵邏輯 |
排料（W) |
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稱重 |
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V-2101B 2#成品槽 |
開關(guān)閥邏輯 |
進料（W) |
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起停泵邏輯 |
排料（W) |
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稱重 |
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3.2 生產(chǎn)線的控制流程
某批次產(chǎn)品的生產(chǎn)會從某源設(shè)備單元經(jīng)過一系列設(shè)備單元到最后包裝出成品的設(shè)備單元。因為這些設(shè)備單元在UW500 DCS系統(tǒng)里都有了控制模型，所以只要把生產(chǎn)產(chǎn)品經(jīng)過的設(shè)備單元連接起來，生產(chǎn)這個批次產(chǎn)品的生產(chǎn)線控制模型就建立起來了。再輔以生產(chǎn)配方的參數(shù)，UW500 DCS就會自動完成一連串的設(shè)備單元控制，產(chǎn)品生產(chǎn)的整個環(huán)節(jié)就都在控制系統(tǒng)的幫助下有條不紊的進行。以微膠囊生產(chǎn)線為例，有四種生產(chǎn)線控制流程：
Figure 10微膠囊生產(chǎn)線控制流程一
Figure 11微膠囊生產(chǎn)線控制流程二
Figure 12微膠囊生產(chǎn)線控制流程三
Figure 13微膠囊生產(chǎn)線控制流程四
四、工程截圖
