CN111308968A - 一种配方配料管理系统及管理控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种配方配料管理系统及管理控制方法。制药、食品及饮料、化工、特种化工及食品包装公司批处理控制，需要一种简单快速、高效的批处理解决方案。一种配方配料管理系统及管理控制方法，一种配方配料管理系统，一个工程师站、两个操作员站、打印机连接主控PLC，主控PLC连接各组分布式IO设备。配方产品批量生产控制方法，通过对生产过程中设备、工艺过程特征的提取，建立模型，并将其表现为批次控制系统中的对象属性，解决工艺工程师过度受限于硬件平台的限制。形成一种通用的批次控制技术或控制系统设计标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种配方配料管理系统及管理控制方法。
背景技术
在今天竞争激烈的商业环境下，对工作的更快、更高效、一致性的要求是前所未有的。每一个批处理都必须被很好地执行，生产的每一方面都必须很好地归档，还必须能够反复地执行“黄金批处理”。一旦达到了这些标准，将能做到成功的生产并令公司达到一个新的商业层次，反之伴随而来将是客户与定单的丢失以及机构调整。提供各种所需工具，为批次应用构造一个完整的监控解决方案，批量控制技术可以在整个生产过程中使生产效率、获利率以及安全性上升到一个新的水平。通过一套强大的工具集，一个开放的结构和一个易于使用的图形用户接口，可以将生产过程改造的更加强大和更有竞争力。批量控制技术及其软件是世界各大制药、食品及饮料、化工、特种化工及食品包装公司批处理应用的选择，使用户可以简单快速地创建满足其特殊需求的高效批处理解决方案。
发明内容
本发明的目的是为了提出一种配方配料管理系统及管理控制方法。
一种配方配料管理系统，采用分布式I/O网络拓布结构形式，其组成包括一个工程师站、两个操作员站、打印机、主控PLC、一组分布式IO设备；一个工程师站、两个操作员站、打印机连接主控PLC，主控PLC连接各组分布式IO设备。
一种配方产品批量生产控制方法通过以下步骤实现：
步骤一、在配方产品批量生产控制系统中设置强制操作命令；
步骤二、执行批量控制程序的代码、产生相应控制命令并发送所述控制命令至相应分布式IO设备以修改所述分布式IO设备实际状态；
步骤三、当接收到用户输入的强制操作命令和强制操作的目标步时，从所述批量控制程序的起始步虚拟执行至所述目标步，获得虚拟执行结果，虚拟执行包括执行所述批量控制程序中的代码，产生对应的控制命令且生成所述分布式IO设备虚拟状态；
步骤四、将分布式IO设备实际状态修改成与分布式IO设备虚拟状态相同；
步骤五、从目标步继续执行所述批量控制程序，从而控制后续的生产。
本发明的有益效果为：
本发明是将计算机技术和现代控制技术以及具体的生产需求相结合，理论联系实际，深入挖掘设备和工艺过程的特征，尽可能用最少的模型囊括最多的设备，使配方的组织更加简洁，出错的机会更少。同时也使工程师更能专注于配方的研制，而忽略硬件平台的开发。我们拟从批量生产过程的需要开始，抽象模型属性，以现有软件平台为基础，开发出模型系统，并通过实验和具体的应用。
附图说明
图1为本发明一种配方配料管理系统的结构图。
具体实施方式
具体实施方式一：
本实施方式的一种配方配料管理系统，如图1所示，采用分布式I/O网络拓布结构形式，其组成包括一个工程师站1、两个操作员站2、打印机3、主控PLC（图中件号为4）、一组分布式IO设备5；一个工程师站1、两个操作员站2、打印机3连接主控PLC（图中件号为4），主控PLC（图中件号为4）连接各组分布式IO设备5。
所述的工程师站1，具有程序编制、修改和系统故障诊断功能；操作员站2用于进行人机互动，工艺流程操作，生产工艺参数设定，报警参数设置、历史数据和记录自动生成数据报表等功能。监控软件选择北京亚控的组态网软件，该软件具有丰富的图控画形库、数据存储与显示、历史趋势和实时趋势画面与显示功能，同时具备强大数据通讯功能，能通用多种PLC、仪表和第三方软件直接进行数据通讯等功能，并具有较强的诊断能力。下位机系统采用西门子S7-300 PLC为主控器，该处理器具有运算速度快、程序存储容量大、I/O板卡类型丰富等突出特点，该控制器配套的编程软件采用图形化结构，硬件组态方便快捷，编程语言可选择图形化指令集，易于工程技术人员掌握，同时该软件具有在线故障诊断功能。以上配置确保了系统的硬件和软件是构成了控制系统的有机体，很好的适应在食品加工环境下平稳可靠的运行，并具该系统还有较强抗电磁干扰性和EMC电磁兼容性，这些确保了整个控制系统的长期、可靠、安全运行要求。主控PLC同各工艺流程段配置西门子分布式I/O设备5，共同组成控制系统，主控CPU同各通讯子站通过profinet网路建立连接。系统具有如下功能特点：
（1）实时监控生产现场的数据；
（2）浏览工艺流程和数据趋势画面；
（3）随时处理生产过程各种报警事件；
（4）查询历史事件和报警记录
（5）自动生成并输出生产生产报表；
（6）生产工艺过程参数自动导入和修改；
（7）为企业其它管理软件提供工厂过程实时数据。
组态网 sQL访问功能是为了实现力控和其他ODBc(开放数据库互连)数据库之间的数据传输。它主要由组态网组态软件中的数据表管理(sQL数据表模板和数据表绑定)和sQL函数两部分组成。
数据库连接
数据表管理用来建立数据库字段和组态变量之间的联系。组态网提供了一组sQL函数，可以在脚本语言中调用sQL函数对ODBc数据库(DBMs)进行操作。用SQL函数可以进行插入、查询、更新及删除等操作，所有sQL函数均为同步执行方式，在SQL函数执行返回前，运行系统VIEw不执行其他操作。
通过sQL数据表模板在数据库中刨建表格，通过数据表绑定实现对记录的操作。SQL函数可以在脚本中任意调用。这些函数用来创建表格、插人删除记录、编辑已有的表格、清空删除表格及查询记录等操作。
配置ODBc数据源
在Winda鹏控制面板中的“管理工具”打开“数据源(0DBc)”管理器，点击添加按钮，选择sQLseⅣer，根据向导提示逐步完成数据源的配置。
连接sQL数据库
在组态界面中添加一个按钮，双击该按钮产生动画连接对话框．选择左键动作，出现脚本编辑器对话框，sQLconnect(ConnectID，“Datasource-Desc”)为脚本函数。connectID是整型．数据源标识为返回值，该值将用于其他sQL函数。DRIVER=SQIserver；sERVER=ANDYYWTx/WINCC；APP=draww；WSID=ANDYYwtx；DATABASE=Stock；trusted—connection=Yes是字符串，为数据源描述。数据源描述可以通过“数据源”按钮得到。
创建数据表
其脚本函数为：sQLcmteTable(conneciD，"Product","Productl")脚本函数参数ConnectID由函数QLConnect调用得到；数据表为“Productl”；数据表模板为“productl"；数据表模板为“producll"．必须在SQL管理器中事先建立。
建立sQL数据表模板
在组态网开发界面中，建立数据表模板即字段名、参数类型，模板的建立是与数据库sQL中建立的表相适应，完成表格的建立。数据表模桩对应0DBc数据库中的数据表结构，在模板中定义了数据表中包括的字段和各字段的屑性。在组态网导航器中选择“数据表管理／sQL数据表模板”对话框。
具体实施方式二：
本实施方式的一种配方配料管理控制方法，通过以下步骤实现：
步骤一、在配方产品批量生产控制系统中设置强制操作命令；
步骤二、执行批量控制程序的代码、产生相应控制命令并发送所述控制命令至相应分布式IO设备以修改所述分布式IO设备实际状态；
步骤三、当接收到用户输入的强制操作命令和强制操作的目标步时，从所述批量控制程序的起始步虚拟执行至所述目标步，获得虚拟执行结果，虚拟执行包括执行所述批量控制程序中的代码，产生对应的控制命令且生成所述分布式IO设备虚拟状态；
步骤四、将分布式IO设备实际状态修改成与分布式IO设备虚拟状态相同；
步骤五、从目标步继续执行所述批量控制程序，从而控制后续的生产。
实施例1：
一种配方配料管理系统应用于大豆油浸出工艺控制系统：
配方模板设计
组态王软件提供的配方管理功能由两部分组成：配方管理器和配方函数集。打开配方管理器后通过对话框创建和修改配方模板文档；配方函数的作用是组态王软件运行时对配方文档中的各类配方进行选择，通过选择进行创建、修改和删除的操作。任何定义的配方文挡都在配方模板文档库定义并存储，每一个配方文档都通过配方模板生产以扩展名为CSV的配方文档。配方定义的模板结构包括项目名、变量名、变量类型、配方1、配方2、配方N。
配方模板创建
组态王的工程游览器提供了配方模板文档的创建和修改，在组态王游览器中创建配方模板，在游览器的左侧窗口中找到“配方”图标并用鼠标左键单击，此时在游览器窗口右侧出现‘‘新…”图标，用鼠标左键双击‘‘新…”图标，通过菜单选择“新建配方”命令后出现配方定义窗口
配方使用
配方的使用是在配方模板建立之后，通过使用函数命令语言实现的，配方命令语言函数的调用可通过建立操作按钮或通过程序命令语言中调用函数实现。常用的函数如下：
(1)删除配方：“RecipeDelete（）”从指定配方模板文件中删除配方名。函数语法格式使用如下：
RecipeDelete（“配方模板文件的路径和文件明”，“配方模板文件中的配方名字”）；
（2）配方加载“RecipeLoad（）”将指定的配方加载到指定的标记名单元中。函数语法格式使用如下：
RecipeLoad（“配方模板文件的路径和文件明”，“配方模板文件中的配方名字”）；
（3）保存配方文件“RecipeSave（）”将新建的配方保存到指定的配方文件中。语法格式使用如下：
RecipeSave (“配方模板文件的路径和文件明”，“配方模板文件中的配方名字”）；
（4）选定下一个配方“RecipeSelectNexRecipe（）”选择当前定义在配方模板文件中的下一个配方。语法格式使用如下：
RecipeSelectNexRecipe (“配方模板文件的路径和文件明”，“编程人员选的配方名字”）；
（5）选定前一个配方：“RecipeSelectPreviousRecipe（）”选择当前定义在配方模板文件中的前一个配方。语法格式使用如下：
RecipeSelectPreviousRecipe (“配方模板文件的路径和文件明”，“编程人员选的当前配方名字”）；
sQL数据库的结构与功能
整个大豆油浸出系统的数据存储是整体组态控制系统的一部分，对管理系统有着重要的作用。在数据管理系统中既有相对独立的部分，又有与组态软件有密切联系的部分，这就要求数据库与组态软件之问要有很好的兼容性。要求教据管理系统有一定容错的能力，发挥sQL散据库自身的强大功能。对进入数据库管理系统的不同级别的人员设定相应的权限，保证数据库系统高度的安全性，防止其他操作人员误操作。
该大豆油浸出控制系统具有操作简便、稳定性好及功能完善等特点，已成功应用于项目中，并且能够满足客户的需求。通过组态王组态软件与sQL数据库两者相结台，发挥二者的优势，在实际生产中已经体现出大豆油浸出控制系统实现了生产高效率．达到节省人工成本的目的，提高劳动生产率，生产产品台格宰高，完全满足生产工艺的耍求。
Claims (2)
1.一种配方配料管理系统，其特征在于采用分布式I/O网络拓布结构形式，其组成包括一个工程师站、两个操作员站、打印机、主控PLC、一组分布式IO设备；一个工程师站、两个操作员站、打印机连接主控PLC，主控PLC连接各组分布式IO设备。
2.利用权利要求1所述的控制系统进行的管理控制方法，其特征在于：所述的配方配料管理控制方法，通过以下步骤实现：
步骤一、在配方产品批量生产控制系统中设置强制操作命令；
步骤二、执行批量控制程序的代码、产生相应控制命令并发送所述控制命令至相应分布式IO设备以修改所述分布式IO设备实际状态；
步骤三、当接收到用户输入的强制操作命令和强制操作的目标步时，从所述批量控制程序的起始步虚拟执行至所述目标步，获得虚拟执行结果，虚拟执行包括执行所述批量控制程序中的代码，产生对应的控制命令且生成所述分布式IO设备虚拟状态；
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