制药专用控制系统系列：Emerson Ovation_（3）.Ovation系统架构与组成.docx

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Ovation系统架构与组成

1.系统概述

在制药工业中，自动化控制系统是确保生产过程高效、准确和合规的关键组件。EmersonOvation控制系统专为制药行业设计，提供了一套全面的解决方案，用于监控和控制生产过程中的各种设备和参数。本节将详细介绍Ovation系统的架构和组成部分，帮助读者理解系统的整体结构和各个部件的功能。

2.系统架构

Ovation控制系统的架构是模块化和分层的，主要由以下几个部分组成：

2.1控制层

控制层是Ovation系统的核心，负责实时数据采集、处理和控制。主要组件包括：

控制器（Controllers）：Ovation控制器是高性能的工业计算机，运行实时操作系统，负责执行控制逻辑和算法。每个控制器可以处理多个输入输出（I/O）点，支持各种通信协议。

I/O模块（I/OModules）：I/O模块用于连接现场设备，如传感器、变送器和执行器。常见的I/O模块包括模拟输入模块、模拟输出模块、数字输入模块和数字输出模块。

通信网络（CommunicationNetwork）：Ovation系统使用冗余的通信网络，确保数据传输的可靠性和安全性。主要的通信网络包括Ethernet/IP、ModbusTCP和Profibus等。

2.2操作层

操作层是用户与控制系统交互的界面，负责数据的可视化和操作。主要组件包括：

操作员站（OperatorStations）：操作员站是用户进行监控和操作的主要界面，通常配备图形化操作界面，支持多种语言和用户权限管理。

工程师站（EngineerStations）：工程师站用于系统配置、编程和维护。工程师可以在这里编写控制逻辑、配置I/O模块和诊断系统故障。

历史数据服务器（HistorianServer）：历史数据服务器用于存储和管理历史数据，支持数据查询和报表生成。这对于过程分析和合规性审查非常重要。

2.3管理层

管理层负责系统的整体管理和优化，确保生产过程的高效和安全。主要组件包括：

生产管理系统（ProductionManagementSystem）：生产管理系统用于计划和调度生产任务，监控生产进度，生成生产报告。

集成管理系统（IntegratedManagementSystem）：集成管理系统将Ovation控制系统与企业资源规划（ERP）系统、制造执行系统（MES）等集成，实现全厂的信息化管理。

3.控制器

控制器是Ovation系统的核心组件，负责执行控制逻辑和算法。以下是控制器的主要特点和功能：

3.1控制器类型

Ovation控制器有多种类型，根据处理能力和应用需求选择不同的控制器：

OVATIONCMU（ControlModuleUnit）：适用于中小型控制应用，具有较高的性价比。

OVATIONCMU-PLUS：适用于大型控制应用，具有更高的处理能力和更多的I/O点。

OVATIONCMU-E：适用于极端环境，具有高可靠性和抗干扰能力。

3.2控制器配置

控制器的配置包括硬件配置和软件配置。硬件配置包括选择合适的控制器型号、安装I/O模块和连接通信网络。软件配置包括编写控制逻辑、配置通信协议和设置报警系统。

3.2.1硬件配置

###3.2.1.1选择控制器型号

根据生产过程的复杂性和I/O点的需求选择合适的控制器型号。例如，对于一个小型制药生产线，可以选择OVATIONCMU；对于一个大型制药工厂，可以选择OVATIONCMU-PLUS。

###3.2.1.2安装I/O模块

控制器通过I/O模块连接现场设备。常见的安装步骤如下：

1.**确定I/O模块类型**：根据现场设备的类型选择合适的I/O模块，如模拟输入模块、数字输出模块等。

2.**安装I/O模块**：将I/O模块插入控制器的I/O槽位，确保连接稳固。

3.**配置I/O模块**：在工程师站上配置I/O模块的参数，如地址、量程等。

###3.2.1.3连接通信网络

Ovation控制器支持多种通信网络，常见的连接步骤如下：

1.**确定通信协议**：根据现场设备和网络环境选择合适的通信协议，如Ethernet/IP、ModbusTCP等。

2.**配置网络参数**：在工程师站上配置控制器的网络参数，如IP地址、子网掩码等。

3.**连接网络**：使用网线将控制器连接到工厂的通信网络。

3.2.2软件配置

###3.2.2.1编写控制逻辑

控制逻辑是控制器的核心，用于实现生产过程的自动化控制。常见的控制逻辑包括PID控制、顺序控制和逻辑控制等。以下是一个简单的PID控制逻辑示例：

```python