process+solution

система рецептурного управления технологическим процессом
-
[Интент]

Вообще, batch-процесс – это вид технологического процесса, который иногда противопоставляют непрерывному процессу. Иногда batch-процессы называют рецептурными процессами (или просто рецептами); эту терминологию мы и будем в дальнейшем использовать. Слово “batch” еще можно перевести как “партия продукции”, и это тоже относится к затрагиваемой теме, так как в результате рецептурного процесса производится партия продукции. Ладно, хватит путаницы – теперь по делу.

Раньше мы рассматривали технологические процессы, которые идут непрерывно в течение 24 часов в день, 7 дней в неделю, 365 дней в году. Хотя, на самом деле, раз в году делают плановый останов на несколько дней для выполнения ремонтных и других работ, но это происходит строго в соответствии с планом, и этому предшествуют значительные подготовительные работы. В другое же время остановка производства – это “чрезвычайное” происшествие. При этом отдельно взятая технологическая установка принимает участие в производстве одного вида продукции, а сам процесс идет по фиксированной технологической цепочке с неизменными настройками (уставками). Короче, все скучно, однообразно и весьма предсказуемо.

А теперь представим гипотетический пищевой цех по производству сока. При этом цех может производить несколько видов сока: яблочный, вишневый и апельсиновый, т.е. 3 вида продукции. Пусть сок производится из концентрированного сока в специальной емкости с мешалкой, где он тщательно смешивается с водой, а потом пастеризуется и идет на розлив (пакетирование).

Имеет ли смысл ставить для производства этих трех видов сока три производственные линии (по одной линии на каждый вид сока)? Было бы круто, но чрезвычайно дорого. Выход – использовать одну и ту же линию для выпуска разных видов продукции. При этом понятно, что и технологические параметры для производства различных соков будут заметно друг от друга отличаться. Например, вишневый концентрат нужно смешивать с водой гораздо дольше, чем яблочный, но пастеризовать его надо при меньшей температуре (я на самом деле этого не знаю - чисто предположение:)

Набор технологических параметров для производства определенного вида продукции называется рецептом (recipe). В нашем примере для сока это может быть: соотношение вода/концентрат, длительность и температура смешивания; температура пастеризации + другие параметры. В общем случае, рецепт также может содержать последовательность технологических операций, которые для различных видов продукции могут быть, строго говоря, разными. Хотя на практике, как правило, рецепт не подразумевает различающиеся технологические операции, а содержит всего лишь массив технологических уставок для того или иного продукта.

Рис. 1. Иллюстрация рецептурного управления на примере производства различных видов сока

Это все напоминает процесс приготовления еды на кухне, где мы оттачиваем рецепты разных блюд, но при этом используем одни и те же орудия (кастрюли, ножи, разделочные доски, плиту и т.д.)

Теперь попробуем дать характеристику batch-процессу:

1. На выходе несколько видов продукции.
2. При производстве разных видов продукции задействуется одно и то же технологическое оборудование.
3. Имеется множество рецептов.
4. Производство по “партиям”, которое может быть относительно легко и без последствий остановлено после завершения партии, а потом возобновлено.

Автоматизированное управление batch-процессом называется рецептурным управлением (batch control, или recipe control). Этот вид управления несколько специфичен, и требует от системы управления некоторой смекалки. Конечно, можно использовать для задач рецептурного управления обычные программные блоки, подходящие для управления непрерывным процессом, НО на практике это приводит к огромным трудностям (=головной боли) при попытке все это реализовать, используя стандартные подходы программирования. Поэтому многие производители АСУ ТП разработали специализированные batch-модули, которые адаптированы именно под рецептурные процессы. Эти модули могут выполняться на уровне ПЛК или на выделенном сервере batch. Иногда эти сервера, к тому же, резервируются. Также batch-модули дополняются специализированной средой разработки batch-программ, что сильно облегчает жизнь инженера.

На рисунке ниже в качестве примера приведена конфигурация верхнего уровня АСУ ТП SIMATIC PCS 7, оснащенной выделенным сервером batch.

Рис. 2. Структурная схема АСУ ТП с выделенным сервером batch

Перечислим основные обязанности системы batch-управления:

1. Ну, собственно, самая главная задача – хранение/загрузка рецептов и их выполнение в режиме реального времени ( batch process management).
2. Отслеживание, не занята ли технологическая установка выполнением другого рецепта. Если занята, то выделяется другая аналогичная установка для выполнения данного рецепта ( process unit allocation).
3. Формирование отчетов об изготовление партии продукции в задаваемой пользователем форме. Причем, требуются отчеты с возможностью отслеживания истории (ретроспективы) “прогона” партии по технологической цепочке ( reporting and batch tracking).
4. Расчет различных показателей эффективности производства, как, например: удельного времени простоя (в %), производительности (в л/c) технологической установки или полного времени изготовления партии продукции (в мин).
5. Планирование изготовления партий, что фактически подразумевает составление производственного расписания. Ну, это на самом деле ни одна система в полном объеме пока не реализует ( batch planning).

И еще несколько слов.

Как правило, пакет batch состоит из двух частей – операторской (клиентской) и исполняемой. Клиентская часть устанавливается на АРМы и всего лишь обеспечивает удобный операторский интерфейс. Клиентская часть, как правило, органично вписывается в общую операторскую среду, и работа с ней идет непосредственно из мнемосхем.

Исполняемая часть – это костяк системы. Именно она ответственна за автоматизированное выполнение задач рецептурного управления, описанных выше. Исполняемая часть прогружается в специальные серверы batch или в обычные ПЛК в зависимости от архитектуры АСУ ТП.

И еще. Существует международный стандарт ISA-88, специфицирующий batch-процессы, определяющий модель и философию рецептурного управления, а также стандартизирующий соответствующую терминологию. Документ тяжеловесный, и посему прочитан полностью мной не был. Тем не менее, в следующей части я попытаюсь более детально описать рецептурные системы с привязкой именно к стандарту ISA-88.

[ http://kazanets.narod.ru/Batch_P1.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

EN

• batch
• batch management solution

интеллектуальный центр управления электродвигателями
-
[Интент]

Параллельные тексты EN-RU

iMCC ( Intelligent Motor Control Center) control switchboards are low voltage switchboards dedicated to energy distribution, as well as control and protection of motors. They are used in continuous and semi-continuous processes, in which it is necessary to group the motor starters together in one place for operational and maintenance reasons.

Integration of motor starters in iMCC switchboards
iMCC control switchboards make the work of operation and maintenance teams easier by improving the availability of the process, via:
• Control of motor starters using wire-to-wire cabling or via remote I/O located as close as possible to the starters and connected on the network
• Protection of the motors using an intelligent electronic protection relay. This provides more precise protection of the motors (analysis of operating conditions and alarm thresholds before tripping, etc).
These two functions can be grouped together in a single product, the electronic protection module. In this case, the protection relay module manages and transmits all this control and protection information directly.
Advantages of iMCC switchboards
iMCC control switchboards provide a high level of process availability while ensuring the safety of property and personnel. This solution decreases the number of process stoppages and their duration, reduces maintenance, reduces and repairs costs and optimizes process productivity:
• Reduction of process stoppages as a result of detailed alarms and diagnostics that enable staff to react before the motor starter trips, or react more quickly if it does trip
• Rapid diagnostics due to the availability of more detailed information on the stoppage conditions
• Analysis of stoppage logs using statistics from the electronic protection module.
iMCC control switchboards make installations easier to create, by reducing engineering and debugging time:
• Rapid parameter-setting as a result of local or remote downloading
• Analysis of phenomena via alarms, detailed diagnostics and stoppage logs (statistics embedded in the electronic protection module).

[Schneider Electric]

iMCC ( Интеллектуальный центр управления электродвигателями) представляет собой низковольтное комплектное устройство (НКУ) распределения электроэнергии, защиты и управления электродвигателями. Такие НКУ используются для управления непрерывными и полунепрерывными технологическими процессами, в которых для обеспечения эффективной эксплуатации и технического обслуживания необходимо, чтобы пускатели были размещены в одном месте.

Тематики

• НКУ (шкафы, пульты,...)
• управление электродвигателями

EN

• IMCC
• iMCC
• intelligent motor control center

техническая вода
—
[ http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

EN

process water
Water used in a manufacturing or treatment process or in the actual product manufactured. Examples would include water used for washing, rinsing, direct contact, cooling, solution make-up, chemical reactions, and gas scrubbing in industrial and food processing applications. In many cases, water is specifically treated to produce the quality of water needed for the process. (Source: WQA)
[http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

Тематики

• охрана окружающей среды

EN

• process water

DE

• Betriebswasser

FR

• eau de traitement

концентрация (процесс)
—
[ http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

EN

concentration (process)
The process of increasing the quantity of a component in a solution. The opposite of dilution. (Source: CED)
[http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

Тематики

• охрана окружающей среды

EN

• concentration (process)

DE

• Konzentrierung

FR

• concentration (procédé)

техническая вода
—
[ http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

EN

process water
Water used in a manufacturing or treatment process or in the actual product manufactured. Examples would include water used for washing, rinsing, direct contact, cooling, solution make-up, chemical reactions, and gas scrubbing in industrial and food processing applications. In many cases, water is specifically treated to produce the quality of water needed for the process. (Source: WQA)
[http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

Тематики

• охрана окружающей среды

EN

• process water

DE

• Betriebswasser

FR

• eau de traitement

концентрация (процесс)
—
[ http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

EN

concentration (process)
The process of increasing the quantity of a component in a solution. The opposite of dilution. (Source: CED)
[http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

Тематики

• охрана окружающей среды

EN

• concentration (process)

DE

• Konzentrierung

FR

• concentration (procédé)

концентрация (процесс)
—
[ http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

EN

concentration (process)
The process of increasing the quantity of a component in a solution. The opposite of dilution. (Source: CED)
[http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]

Тематики

• охрана окружающей среды

EN

• concentration (process)

DE

• Konzentrierung

FR

• concentration (procédé)

This material will stand the operating conditions.

The metal forming the hydride should hold up under many cycles of charging and discharging.

Pure quicklime sustains a temperature of about 2900 К without decomposition.

These objects must stand up to tremendous impact forces.

These materials can tolerate (or endure, or stand up to) high heat and rough handling.

Joints made with these electrodes will withstand bending and stretching operations satisfactorily.

The material withstands temperatures up to 1260°C without loss of properties.

Weights up to 500 Ib can be supported on the worktable.

In an automotive environment, semiconductor chips have to contend with temperatures from -40° to 125°C, high humidity, salt and oil sprays, and vibration.

Titanium carbide will tolerate (or withstand) wide variations in cutting speed.

The amplifiers survived the shock very well.

The solution was allowed (or left) to stand for 9 hours.

The catalyst was conditioned for 16 hours under a high vacuum.

The solution was "aged" for 24hr by standing at room temperature.

The furnace temperature was lowered and the specimens were held at 850°C for three days for the terminal etching of the grain boundaries.

The process is accomplished by heating the metal to a high temperature, holding it at this temperature until...

To season wood...

This material will stand the operating conditions.

The metal forming the hydride should hold up under many cycles of charging and discharging.

Pure quicklime sustains a temperature of about 2900 К without decomposition.

These objects must stand up to tremendous impact forces.

These materials can tolerate (or endure, or stand up to) high heat and rough handling.

Joints made with these electrodes will withstand bending and stretching operations satisfactorily.

The material withstands temperatures up to 1260°C without loss of properties.

Weights up to 500 Ib can be supported on the worktable.

In an automotive environment, semiconductor chips have to contend with temperatures from -40° to 125°C, high humidity, salt and oil sprays, and vibration.

Titanium carbide will tolerate (or withstand) wide variations in cutting speed.

The amplifiers survived the shock very well.

The solution was allowed (or left) to stand for 9 hours.

The catalyst was conditioned for 16 hours under a high vacuum.

The solution was "aged" for 24hr by standing at room temperature.

The furnace temperature was lowered and the specimens were held at 850°C for three days for the terminal etching of the grain boundaries.

The process is accomplished by heating the metal to a high temperature, holding it at this temperature until...

To season wood...

Suppose a red quark changes its colour and in the process emits...

It changes into a proton emitting an electron as it does so.

As this takes place, a certain amount of liquid enters the chamber.

This effect could be counterbalanced by using more material; in so doing (or in doing so, or in this case) the result would be a sacrifice of speed.

The gamma quantum itself disappears in the process.

The dissipation of energy therewith slows down.

The compass will point to the magnetic pole, but in so doing will point well to the west of the north.

Let us examine the solution adjacent to a constant state and in doing so (or this) follow the proof given above.