制药专用控制系统系列：Schneider Electric Wonderware_（14）.系统设计与项目管理.docx

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系统设计与项目管理

引言

在制药工业中，控制系统的设计与项目管理是确保生产过程高效、安全、合规的关键环节。本节将详细介绍如何在制药专用控制系统中进行系统设计和项目管理，包括系统架构设计、软件开发、项目计划与执行、以及风险管理等方面的内容。我们将通过具体的例子来说明这些概念和技术的应用。

系统架构设计

1.控制系统层次结构

制药专用控制系统通常包括以下几个层次：

设备层：主要包括传感器、执行器、PLC（可编程逻辑控制器）等。

控制层：包括SCADA（数据采集与监控系统）和DCS（分布式控制系统）。

操作层：包括HMI（人机界面）和MES（制造执行系统）。

管理层：包括ERP（企业资源计划系统）和LIMS（实验室信息管理系统）。

2.系统架构设计原则

在设计制药专用控制系统时，需要遵循以下原则：

模块化：确保系统各部分可以独立开发和测试。

可扩展性：系统应能够轻松扩展以适应未来的需求。

安全性：系统应具备防护措施，防止未经授权的访问和操作。

可靠性：系统应能够持续稳定运行，减少停机时间。

3.系统架构设计示例

假设我们需要设计一个用于药物生产过程的控制系统。以下是系统架构设计的示例：

3.1设备层

传感器：温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

执行器：电动阀门、气动阀门、电机驱动器等。

PLC：用于控制和数据采集。

3.2控制层

SCADA系统：用于监控和数据采集。

DCS系统：用于分布式控制，确保生产过程的高效和稳定。

3.3操作层

HMI：提供操作员与系统交互的界面。

MES：用于生产计划和调度，确保生产过程的优化。

3.4管理层

ERP：用于企业资源管理，确保生产资源的合理分配。

LIMS：用于实验室信息管理，确保产品质量的监控。

4.系统架构设计步骤

需求分析：明确系统的功能需求和性能指标。

初步设计：绘制系统架构图，确定各层次的组件和功能。

详细设计：对每个组件进行详细的规格和功能设计。

评审与确认：组织评审会议，确认设计的合理性和可行性。

实施与测试：按照设计进行系统实施，并进行详细的测试。

软件开发

1.开发环境配置

在制药专用控制系统中，软件开发环境的配置非常重要。我们需要确保开发环境具备以下特性：

稳定性：开发环境应稳定可靠，避免频繁的错误和崩溃。

兼容性：开发环境应能够兼容各种硬件和软件平台。

安全性：开发环境应具备防护措施，防止数据泄露和恶意攻击。

2.开发工具选择

常用的开发工具包括：

WonderwareInTouch：用于HMI开发。

WonderwareHistorian：用于数据存储和分析。

WonderwareArchestrA：用于SCADA系统的建模和配置。

3.软件开发示例

假设我们需要开发一个HMI界面，用于监控药物生产过程中的温度和压力。以下是使用WonderwareInTouch进行开发的示例：

3.1创建项目

首先，打开WonderwareInTouch，创建一个新的项目。

创建新的InTouch项目

SubCreateNewProject()

定义项目名称

DimprojectNameAsString

projectName=PharmaControlSystem

创建项目

DimprojectAsProject

Setproject=Application.CreateProject(projectName)

设置项目路径

project.Path=C:\Projects\PharmaControlSystem

EndSub

3.2设计HMI界面

设计一个HMI界面，包含温度和压力的显示控件。

设计HMI界面

SubDesignHMI()

获取项目

DimprojectAsProject

Setproject=Application.Projects(PharmaControlSystem)

创建新的窗口

DimwindowAsWindow

Setwindow=project.CreateWindow(MainHMI)

添加温度显示控件

DimtempDisplayAsDisplay

SettempDisplay=window.CreateDisplay(TemperatureDisplay)

tempDisplay.Type=Analog

tempDisplay.Position=100,100