基于ISA88模型的PLC编程思考

工业过程可以分为连续、离散或批次生产过程。
连续过程是具有连续产出的过程，例如纸或钢的生产。离散过程则指离散输出，例如汽车生产。
批次工艺是指通过使用一台或多台设备在一定时间内对一定数量的输入物料进行有序处理，从而生产一定数量物料的过程。
从自动化角度看，相对于连续流程，批次生产需要完全满足不同的需求。选择合适的自动化工具对于系统收益来讲至关重要。
如何以高效及合适的方式建立并实施批次项目（ISA88标准）？
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ISA-88介绍
批次工艺过程管理标准设定原因如下：

无通用批次控制模型 
	工厂操作员难以传达生产要求 
	难以集成来自不同供应商的解决方案 
	批次控制解决方案难以配置
因此，ISA（国际自动化学会）决定设定一种标准，该标准描述了构造批次工艺过程的方法。
ISA-88系列标准是专门针对广泛应用于流程工业中的批量控制系统的设计和规范，在全世界持续地采用的结果证明，标准对提高生产率发挥了显著的作用。
ISA-88着重于实现批量过程控制的设计策略，描述设备和步骤可用于软件的实现和手动的处理。
系列标准的第一个标准在1995年被ISA所批准，而后在997年被IEC以IEC61512-1的编号采纳。
ISA-88位批量控制提供了一致性的系列标准和名词术语，定义了物理模型、规程和配方。
标准针对广泛的需求，包括建立批量控制的通用模型、在通信发生困难时如何表达用户要求的常用措施、批量自动化供应商之间的集成，以及简化批量控制的配置。
如今ISA-88已经成为沟通批量生产从产线、车间到企业管理系统一切所有方面的工具性的手段。
ISA-88不仅是对于软件、设备或过程的标准。这是一种设计理念。
了解ISA-88将有助于更好地设计流程和生产产品。
ISA-88有何帮助？

• 模块化可简化全球重复过程并提高投资回报率。
	• 从配方中分离设备。
	• 设计概念使验证更加容易。
	• 支持ISA-88的解决方案有助于追踪产品和过程数据。
	• 更容易将从客户方手机的需求传达给供应商。
	• 为异常情况的修复提供指导。
# 定义批次控制需要何种条件? 
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因此，在ISA-88标准中定义了三种模型及其关系。
ISA-88模型建议将通常在计算机上运行的批次工艺管理系统和通常在控制器上实现的设备控制系统分离。
配方控制由上位BATCH处理，而设备控制由PLC控制器处理。
(在SIMATIC PCS 7中，配方控制由SIMATIC BATCH处理，而设备控制由AS410控制器处理。)
配方控制和设备控制的分离
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# ISA-88 模型
ISA-88定义了三种主要模型: 
1.过程模型，处理生产过程中化学和物理变化的各个方面。
2.物理模型，用于处理生产中使用的设备。
3.程序控制模型，用于处理产品的配方结构。
过程模型、程序控制模型和物理模型之间的关系如下图所示。
ISA-88过程/程序控制/物理模型:
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把厨房当作生产工厂的话，这是一个简单的批量生产的生产例子:

厨房里可以做出各种各样的美味佳肴（产品）。
	各种美食的制作方法都在食谱中有描述。这些食谱可以不断优化和改进，完全新的食谱也可以添加进来。
	把厨房建造好之后，厨师就可以掌控整个生产过程，不再需要厨房制造商的帮助。
	食谱（配方）是通常是“秘密的”，包含了制作菜肴的诀窍。 
	在烹饪时，厨师必须能够决定使用哪些设备来实现配方。
	如果有几个灶台(例如在工业环境中)，厨师可以决定哪个灶台将被用来做这个产品。无论如何选择灶台，都一样应该保证菜的质量。
	记录生产顺序(例如，质量)是很重要的，因为需要给卫生主管部门或者客人给他们正在消费的产品提供质量保障。
物理模型 
物理模型如下图所示。物理模型的三个最高层级为企业、工厂和区域，但它们与文无关，因此不多赘述。
我们主要关注后面4层。
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# ISA-88物理模型
过程单元(Process Cell)是设备（单元、设备模块、控制模块）的逻辑分组，其中包括生产一个或多个批次所需的设备。实际的批次工艺过程发生在处理单元的各个单元（例如反应器、缓冲液或预混合器）内。在生产过程中，一次只能将一个批次驻留在一个单元中。
单元(Unit)通常为设备模块的组合，设备模块通常又以控制模块的组合来实现，以完成某些任务或过程动作，例如加料、搅拌或温度控制。
设备模块(EM Equipment Module)通常以一件工艺设备为中心，例如容器出口/入口支管、过程加热器、WFI用用水点等。
控制模块(CM Control Module)代表单个或多个传感器或执行器，或是执行一个或多个特定的状态或调解控制任务的实际处理设备。控制模块通过其I/O来直接连接到过程中。
# 程序控制模型
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合成的物理与程序模型
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针对离散过程在程序控制模块中使用的程序管理
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对于像电子产品装配，机械加工等离散过程(Discrete Control)，ISA-88 的概念也同样具有指导意义。
最接近批次过程的离散类型制造也许是CNC加工厂和PCB 制造工厂。
怎么把ISA-88的概念应用到PLC编程，例如控制模块，设备模块的FB,FC的定义，Unit单元之间的关联等？
理解ISA88的理念，最终是为了==编程的标准化，程序的灵活性和可重用性==。