тда16 2 6 recipe pfc

ТДА16-2 (1.10.16)

Рецепти

Олександр Пупена ([email protected])

www.asu.in.ua https://vk.com/asu_in_ua

02.10.2016 Рецепти - [email protected] 1

mailto:[email protected]

http://www.asu.in.ua/

https://vk.com/asu_in_ua

http://asu.in.ua

http://www.xcs.com.ua/

http://appau.org.ua/

План


• означення рецепту

• типи рецептів

• дії з рецептами

• зв’язок рецептурного керування з апаратурним

• мови означення рецептів

Означення рецепту


Означення рецепту


1. Заголовок (Header) – ідентифікатор, автору, номер версії, історія редакцій, дозволи і короткий опис процесу

2.Вимоги до обладнання (Equipment Requirements) – інформація про конкретне обладнання, необхідне для створення партії або про частини партії

3.Процедура (Procedure) – стратегія проведення процесу: кроки рецепту або "інструкції" що надається системі керування або оператору

4.Формула (Formula) : • входи процесу (інгредієнти, кількість), • параметри процесу (температуру процесу,

швидкість передачі інгредієнту, швидкість змішування)

• виходи процесу (продукт і його кількість, що отримується з однієї партії)

5. Інша інформація

Процедура – «технологічна програма»


Ієрархічність процедур


технологія («загальні рецепти»)

технологія + обладнання («робочі рецепти»)

Ієрархічність процедур - приклад


процедура в техн.комірці

процедури в апаратах

операції в апараті

етапи в апараті та агрегатах

базове керування в

модулях керування

Приклад рецепту (морозиво)

суміш приготовлена

ароматизація завершена

пінта наповнена

упаковка завершена

Зробити суміш

Ароматизувати суміш

Заповнити пінту

Упакувати

Процедура комірки

Добавити воду Добавити

стабілізатор Добавити

підсолоджувач

Добавити молоко

Добавити вершки

відправити в пастеризатор

Добавити яйця

перемішувати

етап

операція

змішування завершено

Пастеризація завершена

Змішати інгредієнти

Пастеризувати

Процедура апарату


Типи рецептів


Рецепт (Recipe): general recipe, site recipe

Загальний рецепт (general recipe) - на рівні компанії: • визначає сировину, • її кількість • необхідну обробку • без посилання на обладнання • без посилань на місце виробництва • створюють технологи компанії

Місцевий рецепт (site recipe) – на конкретній виробничій площадці (заводу, фабрики): • може походити від загального рецепту • для задоволення конкретних умов або обмежень місця виробництва продукту • мовна локалізація • сировинна локалізація • місцеві обмеження (на переробку та збереження, стандарти)


Майстер рецепт (master recipe)

Майстер рецепт (master recipe) - область технологічного процесу: • може походити від загального або

місцевого рецепту; • може охоплювати тільки частину

місцевого/загального рецепту; • локалізований до конкретного

обладнання (є альтернативні шляхи) • є обов’язковим для реалізації керівного

рецепту (control recipe). • є шаблоном для рецептів, що

використовуються для створення окремих партій (control recipe)

• створюється технологом шляхом означення процедури з існуючих заздалегідь створених компонувальних блоків (building blocks), що визначає програміст


Керівний рецепт (Control Recipe)

Керівний рецепт (control recipe) - для створення конкретної партії: • походить від майстер рецепту • змінюється до потреб конкретної партії:

• об’єму партії, характеристик сировини

• фактичного обладнання, яке буде задіяне у виготовленні даної партії

• особливості технології приготування • кожна партія має унікальний керівний

рецепт, можуть відрізнятися тільки ID • уся інформація про виробництво партії

зберігається і архівується з прив'язкою до нього


Дії з рецептами


Керування рецептами (Recipe Management)


Керувати

загальним

рецептом

Означити процедурні

елементи загального

рецепту

Керувати

місцевим

рецептом

Керувати

майстер

рецептом

Керування технологічною коміркою

(Process Cell Management )

Означити процедурні

елементи майстер

рецепту

Процедурні

елементи

загального

рецепту

Загальний рецепт

Місцевий рецепт

Майстер рецепт


елементи

загального

рецепту


елементи

майстер

рецепту

Інформація про

процедурні елементи

загального рецепту

Керування рецептами (Recipe Management)

Керування

рецептами

(Recipe

Management)

Планування і

складання графіку

виробництва

(Production Planning

and Scheduling)

Керування

виробничою

інформацією

(Production

Information

Management)

Керування технологічною

коміркою

(Process Cell Management)

Керування апаратом

(Unit Supervision)

Керування технологічним

процесом (Process Control)

Захист персоналу і

навколишнього середовища

(Personnel and Environmental

Protection)

не в

області дії

ISA-88

Керування технологічною коміркою


Керування

рецептом

Планування і

складання графіку

виробництва

Керування



Прокласти шлях і

виділити ресурси

технологічної

комірки

Керувати

партіями

Збирати інформацію

про партію і

технологічну комірку

Керування

апаратом



Апарат, Рецепти,

Команди, Партія і

Статус

Команди і Статус


партію

Інформація

про партію та

ресурси


технологічну

комірку

План-графіки, інформація про

хід виготовлення партії і стану

технологічної комірки

інформація про партію

та технологічну комірку

Керівний рецепт

Керування апаратом


Керування

технологічною

коміркою

Керування



Керувати

ресурсами

апарату

Заволодіти і виконати

процедурні елементи

Збирати інформацію

про партію і апарат

Керування

процесом

Інформація про Апарат, Рецепти,

Партію, Команди і Статус


партію та апарат


про апарат


про партію


партію та ресурс

Команди і Статус Команди і Статус

Зв’язок рецептів з обладнанням


Зв’язок рецептурного і апаратурного керування


Загальний

рецепт

Місцевий

рецепт

Майстер

рецепт

Керівний

рецепт

Рецептурний

процедурний

елемент

рецептурний об'єкт

Апаратурне

керування

Фізичні процеси

та керування

обладнання

Логіка

керування

пер

етворен

ня

апаратурний об'єкт



елемент



елемент



елемент

пер

етворен

ня

зв'я

зан

ий

(Lin

ked

)

Апаратурний


елемент

зв'я

зан

ий

(Lin

ked

)

зв'я

зан

ий

(Lin

ked

)

пер

етворен

ня

керування виконанням рецепту,

напр. модуль Batch в SCADA

керування виконанням

рецепту, напр. ФБ в ПЛК

Компонувальні блоки для рецепту


Рецептурна процедура

технологічної комірки

Рецептурна процедура

апарату (Recipe Unit

Procedure)

Операція рецепту

(Recipe Operation)

Етап рецепту

(Recipe Phase)

Керівний рецепт (Control Recipe)

Апаратурний об’єкт

CM CM CM CM CM CM

EM EM EM

Апаратурний етап

(Equipment Phase)

будівельні блоки

з блоків набирається

рецепт


обладнання

Способи означення рецептів


Вимоги до вигляду рецепту (1)


• простий для використання людиною

• легкий для побудови: небагато синтаксичних вимог і символів

• чіткі межі рецепту: символи початку і кінця

• однозначне зображення порядку виконання: послідовність, паралельність (одночасність), альтернативний вибір (дивергенція) і сходження

• виражати координаційні відношення: транспортування речовин, очікування, синхронізацію і т.д.

Вимоги до вигляду рецепту (2)


• забезпечувати уніфікацію символів для: процедур технологічної комірки, процедур апарату, операцій, етапів

• ієрархічність представлення

• бути застосовним як для майстер рецептів так і керівних рецептів

• бути застосовним для всіх рівнів: схожий набір символів і правил для всіх рівнів в рецепті

• бути незалежним від середовища розробки: • як при реалізації олівцем на папері • так і з повно-кольоровою анімацією з використанням

комп'ютерної графіки

• можливість імпорту-експорту

Представлення у формі таблиці та списку


Вигляд процедури в табличній формі

Вигляд процедури в форматі текстового списку

• простий, зрозумілий • легко переносимий

• важко (заплутано) для • умовної логіки, • часових налаштувань, • координації дій, • паралельних і альтернативних

розгалужень • ієрархічності

Представлення у формі діаграми Гантта


• простий, зрозумілий • відображає час • відображає синхронізацію

• важко (заплутано) для умовної логіки, пралельності/альтернативності

Форма SFC(IEC 61131-3)/Grafcet на прикладі операцій


Start

Reset

Complete

Idle

Running

етап

етап етап

етап

стан

стан

Форма SFC на прикладі процедури комірки


процедура апарату

процедура апарату

стан

стан

- вкладеність (процедура комірки – процедура апарату – операція - етапи) може бути за допомогою макрокроків

Форма SFC - висновки


• достатньо простий, зрозумілий • структурований: видно

послідовність • легкий для умовної логіки:

паралельне/альтернативне виконання

• можлива ієрархічність - макрокроки

• не видно часової відносності • не видно синхронізації,

транспортування ресурсів • немає кінця (обов'язковість петлі) • обов'язковість «крок-перехід-

крок»: відсутність неявних переходів

Нотація PFC


PFC (Procedure Function Chart)

PFC - ANSI/ISA–88.00.02 Batch Control Part 2: Data Structures and Guidelines for Languages (2001)

SFC/Grafcet Text List /

Table Gantt Chart

Елементи PFC


Початок Кінець

Процедура


комірки

Процедура


комірки

Процедура

апарату

Процедура

апарату

Операція

Операція

Етап

IDENTIFIER

виділення

ресурсу

(Allocation) ієрархічні

сть

Явні (explicit) і неявні (implicit) переходи


Якщо умова виконалася може

бути відправлений запит на

завершення етапу

Перехід на наступний елемент відбудеться

після завершення апаратурного етапу і

коли виконається умова

деяка умова

апаратурний етап

неявний перехід явний перехід

SFC/Grafcet

Text List / Table

Приклад переходів


SFC/Grafcet

Text List / Table

Альтернативне та паралельне виконання


умова переходу 1

умова переходу 2

SFC/Grafcet

Приклад структури


Неявні переходи роблять послідовність виконання

процедур апарату подібно до списку

Прямокутник без «+» в правому кутку показує рецептурну операцію що посилається на

апаратурну операцію і не вміщує процедуру операції

«+» в правому верхньому кутку показує, що операція вміщує

процедуру

Альтернативна гілка повинна обов'язково починатися з явного

переходу

Цей явний перехід зроблений для анотації

SFC/Grafcet

Приклад з виділенням ресурсів


Запускаються одночасно дві послідовності

Символ виділення ресурсу показує апаратурні вимоги

для наступних процедур апаратів

Явний перехід може бути наступним за символом виділення для вказівки

умови запуску наступної за ним процедури

апарату

З неявним переходом вбудована процедура

апарату запускається одразу після

виділення апарату

SFC/Grafcet

Синхронізація


Gantt Chart

Приклад синхронізації та часових співвідношень


Символи процедур апаратів

нарисовані для зображення

відносних часових

співвідношень

Синхронізація S1 – це відображення того що виділення реактору не буде відбуватися до тих

пір поки не буде досягнута середина процедури апарату «Preparation»

Процедура апарату «Reaction» не буде відправлена на

виконання, поки не буде натиснута кнопка «Start»

Неявний перехід після процедури апарату показує

що як тільки обидві процедури апарату будуть

завершені, паралельні гілки в процедурі рецепту сходяться в одну і досягають символу

кінця

Стрілка на символі синхронізації Т1

показує що з синхронізацією

відбувається передачу матеріалу

Gantt Chart

Порівняння з діаграмою Ганта


Gantt Chart

Приклад ієрархічності


SFC/Grafcet

тда16 2 6 recipe pfc

Engineering