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配方管理系统(SIMATIC BATCH)

SIMATIC BATCH软件(批生产自动化)(图1)

概述

在过程工业中,不连续的过程,也就是所说的批生产过程,具有很重要的作用。这是由客户要求实现更短的产品生命周期以及产品的通用性所决定的。

产品在经过无数次生产之后仍然保持高品质,产品可快速响应变化的市场环境,生产过程具有可跟踪性(符合 FDA),产品满足法律标准,以及生产设备在经济和技术必要性下仍要保持灵活性和最优化性,上述种种都需要对工厂自动化提出更高的要求。

带有 SIMATIC BATCH 软件包的 SIMATIC PCS 7 过程控制系统提供的解决方案可以经济高效地实施批生产过程自动化。SIMATIC BATCH 完全集成在 SIMATIC PCS 7 的可视化和工程组态系统中。由于采用了模块化设计以及具有灵活的扩展。

设计

SIMATIC BATCH软件(批生产自动化)(图2)

SIMATIC BATCH 可从单用户扩展到客户端/ 服务器系统

可扩展性

SIMATIC BATCH 可组态为一个单站系统或一个客户端/ 服务器系统,并具有模块化的架构和累积式 SIMATIC BATCH UNIT 的可扩展性(以 1、10、50 个工厂单元实例为一组进行扩展),适用于各种工厂规模。

 适用于小型应用的单用户系统

对于小型批生产应用,可以将 SIMATIC BATCH 同 OS 软件一起安装在一个单站系统上。SIMATIC PCS 7 ES/OS 单站和 SIMATICPCS 7 BOX 都适合用作单站。两者都可以与 S7-400 系列模块式自动化系统、紧凑型 SIMATIC PCS 7 AS RTX 和 SIMATIC PCS7 AS mEC RTX 组合使用。

 客户端/ 服务器组态

使用 SIMATIC BATCH 进行批生产过程自动化的特点就是客户端/ 服务器架构,即一个批生产服务器和若干批生产客户端共同处理同一个工厂项目。也可将具有这种组态的批生产服务器进行冗余组态,以提高可用性。

SIMATIC BATCH 客户端和 OS 客户端可运行在公共或单独的基本硬件上。除了 SIMATIC PCS 7 工业工作站之外,体积更小的SIMATIC PCS 7 OS 客户端 627C 和 427C 也可用作批生产客户端。

SIMATIC BATCH 服务器软件通常在单独的服务器硬件(批生产服务器)上运行。根据操作员系统上的负荷, OS 服务器和批生产服务器软件也可在公共的服务器硬件(OS/ 批生产服务器)上运行。

 批生产服务器的硬件配置取决于 SIMATIC BATCH 的运行模式:

SIMATIC BATCH软件(批生产自动化)(图3)

• 在PC 模式下,全部配方逻辑均在批生产服务器内执行。如果只在 PC 模式中执行 SIMATIC BATCH,则批生产服务器不需要与工厂总线连接。可通过操作员系统与自动化系统通信。

• 在 AS 模式下,配方的单元逻辑在自动化系统内执行。也支持 PC 工作模式下的混合操作,此时,批生产中的配方单元同时在批生产服务器和自动化系统上执行。在 AS 模式中,批生产服务器需要与工厂总线连接,以与自动化系统通信。

 系统连接

批生产单站和批生产服务器可通过一个 CP 1613/CP 1623 A2通信模块,或通过一个带 BCE 的简单快速以太网卡(用于与最多 8 个自动化系统进行通信;非冗余系统),连接到工业以太网工厂总线。

用于单站和服务器的 IE 版 SIMATIC PCS 7 工作站配备了 CP1623 通信模块和 SIMATIC NET HARDNET-IE S7 通信软件。使用冗余自动化系统时, SIMATIC PCS 7 工作站需要使用SIMATIC NET HARDNET-IE S7-REDCONNECT 通信软件,而不是SIMATIC NET HARDNET-IE S7 通信软件。同时还集成了一个 10/100/1000 Mbps 以太网 RJ45 端口,可连接到终端总线。

 冗余

SIMATIC BATCH 服务器软件支持批生产服务器冗余。一个冗余服务器对中的两个批生产服务器具有完全相同的组态。这些服务器之间的单独冗余连接可优化内部通信。而这些连接必须为以太网连接。这也适用于 SIMATIC BATCH 软件和 SIMATIC PCS 7 OS 软件一起安装在冗余服务器对上的情况。

 集成

集成到 SIMATIC PCS 7

SIMATIC BATCH 完全集成在 SIMATIC PCS 7 中。通过与 SIMATICIT 直接通信,或者通过任何制造执行系统 (MES) 的开放式接口,可支持生产控制级连接。

工厂数据可完全通过工程组态系统进行组态。工程组态系统将创建配方所需的所有数据传输到批生产服器。因此就可以独立于工程组态系统对配方进行编辑。在工程组态系统上所做的组态更改可通过更新功能(在线/ 离线)传输给批生产服务器。

SIMATIC BATCH 通过可以集成到过程显示中的标准面板和 OS控件,支持批生产过程的操作和监视。

集成在 SIMATIC PCS 7 中的 SIMATIC Logon 将 SIMATIC BATCH用于以下功能:

• 通过访问控制进行集中用户管理

• “电子签名”功能

这意味着在由经过授权的用户/ 用户组启用之后才能进行操作。

“工业工作站/IPC”章节下的“扩展组件,智能卡读卡器”中,列出了适合作为登录设备的智能卡读卡器。

 配方处理的工作模式

• PC 模式:在批生产服务器中处理配方逻辑

• AS 模式:在自动化系统中执行配方逻辑:

• 混合运行:在一个批生产中并行应用 PC 和 AS 模式(单元配方粒度)

SIMATIC BATCH 在标准情况下工作于 PC 模式。完整的控制配方在批生产服务器中执行。工作于备选 AS 工作模式时,可以在自动化系统中以单元配方粒度执行控制配方逻辑。

 AS 模式的优点:

• 快速工步更改

• 提高执行批生产过程的确定性

• 增强的可用性:

 与自动化系统进行通信

根据不同的工作模式,SIMATIC BATCH 可以通过操作员系统与自动化系统通信,或者通过 S7-DOS 直接与自动化系统通信。从 SFC 型模板获得的 SFC 实例一般被用作到从属自动化级的接口。