FactoryTalk Batch

Во многих отраслях промышленности существует потребность управления рецептами приготовления продукции.

Рецепт – это последовательность выполнения определенных действий для изготовления конечного продукта. FactoryTalk Batch обеспечивает эффективное управление процессами производства партий продукции (для производства которых используется рецепт), согласованность между партиями и создание информации о событиях в процессе производства партии. Использование FactoryTalk Batch позволяет повторно использовать код, рецепты, фазы и логику в различных процессах, которые выполняются на одном и том же оборудовании. FactoryTalk Batch уже работает во многих отраслях промышленности, таких как химическая, фармацевтическая, пищевая, тяжелая и целлюлозно-бумажная.

FactoryTalk Batch основан на стандарте ISA S88.01 и использует проверенные технологии, которые обеспечивают гибкость, необходимую для быстрого вывода нового продукта на рынок.

Использование FactoryTalk Batch позволяет:

• Улучшить согласованность
• Увеличить производительность
• Уменьшить отходы
• Улучшить качество продукта
• Уменьшить уровень запасов и время цикла
• Улучшить поддержку покупателей
• Увеличить доход от чистых активов.

Существуют модули к FactoryTalk Batch:

• BatchHistorian
  собирает и сохраняет данные о событиях при изготовлении партий продукции предоставляет в ваше распоряжение инструменты для поиска и анализа таких данных, а также подготовки по ним отчетов, обеспечивая изготовление однородных партий продукции высокого качества.
• eProcedure
  автоматизирует выполняемые вручную процедуры, используя интерактивный интерфейс на основе Web-технологий для упорядочивания и документирования производственных операций.
• Material Manager
  обеспечивает управление и слежение за материалами в режиме реального времени, помогая в создании системы управления запасами в масштабах всей компании. 
• SequenceManager
  с данной технологией машиностроители могут разрабатывать и поставлять полностью протестированные машины, которые пользователи могут интегрировать в свой серийный процесс с минимальными усилиями по проверке и вводу в эксплуатацию.

FactoryTalk Batch Server

Компонент FactoryTalk Batch, который контролирует и координирует системную информацию, фазы и рецепты. FactoryTalk Batch Server обеспечивает интеграцию с подключенными к процессу устройствами и сторонними программными пакетами.

FactoryTalk Batch View

Предоставляет современный и интуитивно понятный портал в качестве комплексного решения пакетной обработки для эффективной работы. FactoryTalk Batch View использует собственный веб-сервер, использующий технологию HTML5, для обеспечения встроенного подключения к FactoryTalk Batch с помощью стандартных технологий веб-браузера..

PhaseManager

Самый трудоёмкий этап внедрения системы автоматизированного управления процессами групповой обработки в соответствии с требованиями стандарта S-88 состоит в разработке и создании кода управления на уровне фаз. Система FactoryTalk Batch теперь интегрируется с системой PhaseManager, которая встраивает модель состояния фаз, соответствующую требованиям S-88, непосредственно в контроллер на основе системы Logix. PhaseManager предоставляет структуру, упрощающую создание и реализацию фазовой логики. Интерфейс фазовой логики (PLI) теперь включён в контроллер. Как только ваша модель производственной зоны Area Model будет создана на уровне фаз в редакторе Batch Equipment Editor, вы сможете использовать опцию синхронизации редактора оборудования PhaseManager, чтобы поместить информацию по фазам и соответствующую структуру в контроллер на основе Logix. Теги создаются автоматически и передаются в редактор FactoryTalk Batch Equipment Editor. Вы можете также взять существующую фазовую логику, которая была разработана для контроллера, и синхронизировать её с моделью Batch Area Model.

После создания фаз в системе Logix, вы сможете выполнять каждую фазу в отдельности для ее тестирования в целях ввода в действие или моделирования в редакторе Logix 5000. Фазы могут выполняться в рецептах из FactoryTalk Batch или из процедуры последовательной функциональной схемы (SFC) в контроллере Logix. Система PhaseManager также использует обмен сообщениями по протоколу CIP с сервером FactoryTalk Batch Server для обеспечения надежной связи, что обеспечивает 10-кратное и более увеличение скорости обмена данными по сравнению с коммуникациями типа OPC.

Рассмотрим использование FactoryTalk Batch на примере пищевой промышленности. Конечный продукт получается в результате смешивания компонентов в различной пропорции и последовательности, с использованием нескольких единиц оборудования (например, баки для подачи компонентов, мешалки, реакторы и т.п.). При этом есть необходимость на одном и том же оборудовании изготавливать различные продукты, а также часто изменять рецепт приготовления продукта. Соответственно возникает задача управления рецептами.

Существует несколько путей решения этой задачи.

Первый путь, назовём его «классический». Вся программа приготовления продукта находится в логическом контроллере. (Разделим программу на два вида: управление оборудованием и последовательность выполнения операций) Нужно задавать последовательность выполнения операций и параметры на каждой операции (количество материала, вид материала, температура, продолжительность операции и т.п.). В результате мы получим для каждого рецепта отдельную программу в контроллере и при необходимости изменения рецептуры нужно изменять программу. Делать это может только человек, обученный программированию контроллеров. При этом может быть множество способов написания этой программы, программист сам выбирает способ решения задачи.

Проблемы:

1. нет единого стандарта программирования, поэтому усложняется поддержка этой программы.
2. чтобы изменить рецепт приготовления продукта нужно привлекать программиста.

Второй путь – это использование программного обеспечения FactoryTalk Batch, основанного на международном стандарте ISA S88.01.

Стандарт S88.01 (ANSI/ISA-88.01-1995 Batch Control Part I: Models and Terminology), он же IEC 61512-1, был создан для обеспечения единого языка и методов для описания систем управления процессами приготовления партий продукции (процессов, где для производства конечного продукта используется рецепт или так называемые Batch-процессы, англ. Batch – партия, серия, группа, замес).

Эти методы можно разделить на три раздела:

1. описание свойств оборудования, необходимого для изготовления партии (создание физической модели);
2. описание последовательности выполнения операций на этом оборудовании, в результате чего получается конечный продукт (создание процедурной модели);
3. привязывание процедурной модели к физической (определение способов управления оборудованием).

Программное обеспечение, основанное на стандарте S88, отделяет управление оборудованием от управления процессом приготовления продукции. В контроллере реализуются только подпрограммы управления оборудованием (фазы), а параметрирование и последовательность выполнения операций вынесены за пределы программы контроллера, на уровень программного обеспечения.

При этом написанием рецептов приготовления партий продукции может заниматься человек, знакомый с технологическим процессом. Нужно лишь однажды описать физическую модель используемого оборудования и в дальнейшем использовать её для написания рецептов как шаблон.

Таким образом, использование стандарта S88 имеет множество преимуществ: