制药专用控制系统系列：Emerson Ovation_（5）.Ovation系统的软件功能.docx

PAGE1

PAGE1

Ovation系统的软件功能

1.系统架构与设计

Ovation系统是一个高度集成的控制系统，专为制药工业设计。其软件架构和设计旨在提供高效、可靠和安全的生产控制和管理。Ovation系统的软件设计基于模块化和分层架构，确保系统的可扩展性和易维护性。

1.1模块化设计

Ovation系统采用模块化设计，使得各个功能模块可以独立开发、测试和部署。这种设计不仅提高了系统的灵活性，还简化了系统的维护和升级过程。模块化设计的主要优点包括：

独立开发：每个模块可以由不同的团队独立开发，减少开发复杂性。

独立测试：每个模块可以独立进行单元测试和集成测试，提高测试效率。

独立部署：模块可以独立部署，减少对其他模块的影响，提高系统的稳定性和可靠性。

1.2分层架构

Ovation系统的分层架构包括以下几个主要层次：

数据采集层：负责从现场设备和传感器中采集实时数据。

控制层：负责处理数据采集层传来的数据，并执行控制逻辑。

应用层：提供各种高级应用功能，如生产管理、数据分析、报警管理等。

用户界面层：提供用户友好的操作界面，便于操作人员监控和管理生产过程。

1.3系统组件

Ovation系统的主要组件包括：

控制器：执行控制逻辑，管理现场设备。

I/O模块：连接现场设备和传感器，实现数据采集和控制信号的传输。

人机界面（HMI）：提供操作人员与系统的交互界面。

数据服务器：存储和管理系统的数据。

工程站：用于系统配置、编程和调试。

通信网络：实现系统内部及与外部系统的通信。

2.数据采集与处理

数据采集与处理是Ovation系统的核心功能之一。通过高效的数据采集和精确的数据处理，Ovation系统能够实时监控生产过程，确保生产的质量和安全。

2.1数据采集

数据采集层负责从现场设备和传感器中获取实时数据。Ovation系统支持多种数据采集方式，包括：

数字输入（DI）：用于采集开关量信号。

模拟输入（AI）：用于采集连续变化的信号，如温度、压力等。

通信接口：支持多种通信协议，如Modbus、Profibus、Ethernet/IP等，实现与外部系统的数据交换。

2.2数据处理

数据处理层负责对采集来的数据进行处理和分析。常见的数据处理功能包括：

数据校验：确保采集的数据准确无误。

数据转换：将采集的数据转换为系统所需的格式。

数据存储：将处理后的数据存储到数据服务器中。

数据报警：当数据超出预设范围时，触发报警机制。

2.3实例代码

以下是一个简单的数据采集和处理的Python示例代码，用于从Modbus设备中采集温度数据并进行校验和存储。

importminimalmodbus

importtime

importsqlite3

#配置Modbus设备

instrument=minimalmodbus.Instrument(/dev/ttyUSB0,1)#串口和设备地址

instrument.serial.baudrate=9600#波特率

instrument.serial.bytesize=8#数据位

instrument.serial.parity=minimalmodbus.serial.PARITY_NONE#校验位

instrument.serial.stopbits=1#停止位

instrument.serial.timeout=1#超时时间

#配置数据库

db=sqlite3.connect(pharmaceutical_data.db)

cursor=db.cursor()

cursor.execute(CREATETABLEIFNOTEXISTStemperature_data(timestampTEXT,temperatureREAL))

#数据采集和处理函数

defcollect_temperature():

try:

#从Modbus设备读取温度数据

temperature=instrument.read_register(0x01,1)#读取寄存器0x01的温度数据，1表示温度单位为摄氏度

#数据校验

iftemperature-50ortemperature150:

raiseValueError(温度数据超出正常范围)

#数据存储

timestamp=time.strftime(%Y-%m-%d%H:%M:%S,time.loca