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1、物料配料自动控制信息管理系统1. 背景面对制药行业产品标准的不断提升，制药企业对制药过程生产管理，产品质量而来的要 求也越来，除了解决生产过程自动化要求，对生产过程的信息化智能化需求不断增长。为了 满足行业日益增长的新需求，响应国家提出中国制造2025，制药业的信息化与智能化 是未来的发展核心。制药车间生产信息化建设，设备的信息化功能是的基础。传统的设备或者工艺系统的控制系统以实现电气自动化控制为主要目的，而企业生产 的信息化过程，最直接的需求就是批次化生产：按照生产计划批次要求，进行生产。目前的 绝大多数自控设备并没有批次生产的概念。设备实现批次化生产，使设备可以接受信息化系统下达的生产指令
2、，并可以执行指令并 完成反馈，使生产设备成为生产过程中的一个完整信息化单元，最终实现自动化与信息化的 融合。我公司设计开发的物料配料自动控制信息系统，以批次化生产为主导思想，具有完备的 信息化接口，在信息化智能化方面也取得了一定的成果，符合国家技术装备发展趋势。2. 系统概述在企业信息系统结构中，控制层需要提供对现场设备的控制，同时还需要对信息系统， 提供信息化接口，接收、解读、并执行生产指令。是现场设备和信息管理之间的重要桥梁。 本物料配料自动控制信息系统是以SCADA系统为基础的管理系统，在常规scada系统中， 增加了生产指令执行管理，配料批次管理，配方管理，实现生产指令通过信息系统下达
3、，以 批次为单位进行生产过程执行，执行完成后将执行信息反馈配料过程企业资源管理系统Enterprise Resource PlanningSystem (ERP)4统计&分析系统Statistical & Analytical system生产执行系统Manufacturing Execution System (MES )集散控制系统/管理控制和数据 统Distribution Control System& Supervisory Control And车间层 Plant Level 生产和质量控制/统计/数据保存 Production & Quality Control, Statist
4、ics, Data Archiving 控制层 Control Level 人机接口/报表/趋势 Man Machine Interface, Reporting, Trending过程控制器/接口Process Controller & Interface / /1过程层 Process Level 自动控制，报警，PIDAutomation Control,Alarming, PID执行器/传感器0现场层 Field LevelActuators & Sensors执行，测量/Actuation, Measurement信息系统功能结构图本系统以SCADA系统为平台，在此平台上进行系统功能
5、的二次开发，实现智能配料过程管 理控制。与传统的信息管理系统不同，本系统功能围绕自动配料等自动化程度高的设备，建 立服务于自动化过程控制的软件系统，使用计算机识别技术，打印技术，自动控制技术，信 息技术，形成智能配料系统，满足客户对于配料过程自动化，信息化，智能化的要求。以S88标准对程序进行设计。系统按照批次工单进行执行。系统自动化运行过程中， 执行、暂停、取消、结束、停止过程和状态，都在一个执行批次的过程中运行，保证工单执 行过程中的批次完整性。同时，系统具有柔性化定义流程的功能。通过界面的对流程过程的选择，配置自己需要 的配料过程。2.1.系统功能结构1）物料管理物料管理主要是对进入此系
6、统的物料进行录入称重，以及记录，实现对物料投料的管理。物 料录入，通过人工或者信息系统提供物料信息，对投入物料重量进行称量，系统对物料投入 信息进行记录。2）工单执行通过系统建立工单或通过信息系统接收工单，将工单信息转化为自动化设备执行参数，驱动 设备按照工单指令，实现配料过程批次化控制。3）配料批次控制配料过程以批次为生产周期进行生产，严格执行按照工单（配方）规定执行自动化系统控制程序，实现批次生产的配方执行，生产柔性化。4）生产执行约束为了实现精确生产，避免生产过程中的人为操作失误造成生产损失，乃至事故，系统通过对 投料过程，配料过程的指令信息核对确认，重要步骤电子签名，物料及容器编码识别
7、的约束 手段，保证系统执行的正确性。5）分析统计生成工艺生产过程生产批次报表，物料平衡等质量相关报表，工艺数据报表，物料使用报表, 工单报表等，通过这些报表，实现对配料过程的分析。6）过程识别集成信息化附件设备，如打印机，扫描枪，RFID等信息识别设备，赋予物料进入到称配过程的可识别信息。生产报表工艺类报表质量类报表物料类报表分析统计生产过程数据监视账户管理权限管理电子签名管理系统管理条码规则条码管理2.2.系统硬件结构系统采用CS结构，控制管理服务器作为系统中心服务器对整个系统进行管理。通过以工业 以太网为网络，连接各个工序的操作站。每个工序放置一台操作站，连接各工序设备。通过 操作站实现各
8、工位的功能。1）物料接收操作站，实现物料录入，扫描，称重。2）投料站操作站，实现扫码，称量复核，投料控制。3）自动配料站，实现自动配料工单执行，配料结束产品RFID赋码。4）管理站，实现工单建立与管理。智能配料控制管理系统操作站物料接收站理服务器控制管投料站占自动配料站操作站|操作站;电子称标签打印机电子称 扫描枪 投料站：3. 系统设计3.1.业务流程设计针对自动配料过程，依据工位对系统业务流程进行了描述（如下图）。通过管理中心的工单 的制定和下发，发送指令，各工位以工单配方作为指导和约束，进行各工位的业务操作。 业务说明如下：1）管理中心：编制生产配方，下发物料接收表，记录投料、称配过程记
9、录，生成批次记录。2）物料接收工位：根据物料接收表接收物料，打印标签。3）粉碎过筛工位：根据执行工单，扫描物料，投料。4）自动配料：配料料仓上料，绑定IBC料仓，根据工单配料。自动配料管理系统业务流程物料接收物料投入计算心中理管编制生产配方配方物料表批次投料记:批次上料记J-录 j录-d tIBC料仓配料aVi打粉物料平系统生产批记录.* i衡表J_次记录自动配料位工收接料物位工筛过碎耕发送发送t4h4i记录记录；粉碎过筛条bhAaP核对物料信111记录i i a *件具备P*P4B*息进行投料11i*记录领料完毕接收同批次 物料，物料 称重贴签位工料配动.自动配料系:统准备就 ：绪，设备参:
10、数设定 ：3.2.系统主要功能321.配料配方及工单建立配方建立：每个产品具有个生产配方，需要管理人员在系统内录入系统配方，建立的配方表。 此处的配方量是指一个配料批次物料量。工单建立和发布：每次生产时候需要建立工单，用户根据选择需要生产的产品，选择相应的 配方后，输入生产批号，产品原辅料批次，点击确定按钮，生成并发布当前执行工单。本系 统当前依据此工单信息，进行各工位的生产工作。建立配方内容包括：1）配方产品编号2）配方产品名称3）配方产品重量4）配方原辅料编码5）配方原辅料批号6）配方原辅料名称7）配方原辅料重量322.物料接收管理工单发布后，操作人员根据工单产品配方中指定的物料的批次进行
11、接收，检查进入物料 批次是否正确。通过屏幕选择配方中的物料名称，称重贴签。操作过程：1）核对物料信息2）物料称重3）选择物料信息4）打印贴签条码信息：1）物料名称2）物料批次3）产品批次4）物料净重5）物料皮重323.投料管理当前生产工单发布后，根据工单的指示进行物料的投料管理。在此页面，扫描物料信息与工 单进行核对，无误后方可投入到投料站，同时也对投入量进行约束。操作过程：1. 根据工单指导，准备物料投料2. 扫描物料，判断物料是否正确3. 称重复核（可选）4. 根据工单要求，脱保投料5. 系统记录投料量称冒投料茅銃产品信息开始扫描物料条码配方名称:物料条码:工单号：物料批号:物料编码:物料
12、名称:投料操作报警査询参数设定配料记录用户登录退出系统投料站投料物料重量：2015-10-1915:20:15&投料操作KG称量信息工单下发序号物料名称配方重量实际投入量单位1?KG2?KG3?KG4*KG5KG配方信息：3.2.4.称重配料管理该页面主要显示配料的实时数据以及配料的控制操作。系统选定当前配方及工单号，作为生 产指令。系统投料过程严格按照工单要求进行。保证自动配料物料的正确性。 都在系统选择设定配料操作流程，严格限制操作过程。当自动控制系统接收工单后, 操作流程：1申请获取工单。2核对无误后下发给自控执行系统。3扫描带有RFID标识的配料桶，指定工单使用的料桶。4. 根据工单配
13、方进行配料。5. 配料完成，系统记录配料信息。6. 配料信息赋予RFID条码。7打印纸质条码。RFID信息：1）产品名称2）产品批号3）产品净重4）原辅料名称5）原辅料批号6）原辅料配料重量7）料桶编号8）料桶皮重9）料桶状态3.2.5.界面功能操作人员申请工单，系统显示当前生产工单的工单编码、配方信息；操作人员确认后， 把工单下发至PLC。界面显示工单的配方信息、设备上储存料仓信息，方便用户对工单和 料仓的物料信息进行比对。通过RFID自动扫描配配料罐，系统显示配料罐是否可用，如果配料罐可用，用户确认 配料罐，配料罐与工单进行绑定。RFID读写器连接状态显示RFID读写器是否与系统连接成功，用户可以手动重新连接 或者断开。自动称量务统获取工单位置配方物料配方重量PLC反馈信息1String 6?2String 7?3String 8?4String 8?工单编码？申请配方信息扫描配料罐RFID码:配料罐上架4RFID信息:O RFID读写器连接状态设备上储存料仓信息位置物料名称物料重量工单设定重量1String 1?2String 2?3String 3?蹲称量界面?动_监控界面。主界面主要功能是显示益通EFTAIN量越中的实时
