配方控制在食品飲料行業(yè)中的應(yīng)用課件

1、配方控制在食品飲料行業(yè)中的應(yīng)用Application of Batch Control System in F&B IndustryFood & BeverageContent食品飲料/醫(yī)藥行業(yè)簡述05min配方控制概念簡述05min配方控制流程建模10min案例：先正達(dá)作物保護(hù)15min案例：費(fèi)列羅巧克力05min案例：泰德制藥05min我們的優(yōu)勢05min食品飲料/醫(yī)藥行業(yè)簡述民以食為天食品消費(fèi)是當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)消費(fèi)市場的主體，我國食品工業(yè)市場年銷售額已經(jīng)超過一萬億人民幣。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和消費(fèi)的多樣化，食品消費(fèi)的總量不斷增加，食品消費(fèi)的檔次，結(jié)構(gòu)也發(fā)生著較大的變化。根據(jù)預(yù)測，到2050年，世界

2、人口將達(dá)到90億，較當(dāng)前人口增加30%。世界上40%的土地用來種植農(nóng)作物，但是30%的食物浪費(fèi)在了產(chǎn)地到餐桌之間。食品飲料工業(yè)占全球能源消耗的5%。食品飲料/醫(yī)藥行業(yè)簡述食品飲料行業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)特點(diǎn)食品品飲料行業(yè)大致可以分為初級產(chǎn)品加工、二次加工、食品制造、食品分裝和調(diào)味品等幾大類。市場瞬息萬變產(chǎn)品周轉(zhuǎn)周期短生產(chǎn)工藝連續(xù)性強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場管理復(fù)雜日期（保質(zhì)期）管理嚴(yán)格的質(zhì)量管控生產(chǎn)控制的高度柔性生產(chǎn)設(shè)備的高可靠性生產(chǎn)管理的便捷性生產(chǎn)過程的追溯性配方控制概念簡述 Batch生產(chǎn)的特性ContinuousDiscreteProcess which have a continuous outflowProc

3、ess which have a discrete outputWater productionEnergy productionAutomotivePackaging linesBatchA defined quantity of product manufactured according to a recipeMedicineFood & Beverage批次生產(chǎn)關(guān)鍵詞Batch：控制系統(tǒng)通過單次執(zhí)行特定配方生產(chǎn)出的確定數(shù)量的產(chǎn)品。Recipe：生產(chǎn)特定產(chǎn)品所需要的信息的集合， 包含F(xiàn)ormula、Procedure和Equipment requirements。Formula：組分的描

4、述與數(shù)量、動作執(zhí)行的參數(shù)。Procedure：生產(chǎn)執(zhí)行所需的動作順序。Equipment requirements：生產(chǎn)執(zhí)行所需的設(shè)備。TransportationFood &beverageElectricutilities配方控制概念簡述 Batch控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的AreaProcess CellUnitEquipment ModuleControl ModuleProcedureUnit ProcedureOperationPhase流程模型物理模型易于測試穩(wěn)定可靠易于生產(chǎn)高度柔性批次管理區(qū)域自動化區(qū)域Recipe Definition & ManagementBatch Schedul

5、ing& MonitoringBatch HistoryProcess ModellingEquipment ModelsValidationDeploymentI want the flexibility to create easily new product recipesIt is not possible to modify and test our application in such a short delay為什么需要使用Batch控制系統(tǒng)解決生產(chǎn)可靠性和生產(chǎn)靈活性之間的矛盾通過快捷的修改流程動作和參數(shù)提高生產(chǎn)的靈活性通過高效的批次排產(chǎn)提高生產(chǎn)率通過嚴(yán)格的流程控制提高生產(chǎn)操作

6、規(guī)范的一致性通過完整的過程數(shù)據(jù)采集提供可靠的生產(chǎn)過程追溯ConceptionDevelopmentConfigurationDefinitionExecutionPhysical modelEquipmentProcedural modelPhase modelOperation modelUnit Procedure modelProcedure ConfigurationRecipe ConfigurationBatch ExecutionMaterial tracking configuration配方控制概念簡述 Phase建模簡述Phases ModelsAgitationHeati

7、ngCoolingUnit ModelsPhysical TreeControl ModelsTemp. ControlTemp. ControlTankReactorAgitationHeatingCoolingAgitatorLevelLevelProcess CellAreaTank 1Tank 2ReactorAgitation LogicHeating LogicCooling LogicAgitatorTemp. ControlLevelTank 1Tank 2ReactorSteamAgitatorIced waterUnitUnit ClassPhasesParametersT

8、ank 1Tank 2TankAgitationSpeedHeatingTemperatureDurationReactorReactorCoolingTemperatureDuration配方控制流程建模 Phase建模簡述配方控制流程建模 Phase建模簡述AgitationHeatingCoolingPhasesCoolingBatch FacetSCADA / Batch / HMI FacetControl Model FacetPhase Logic Interface案例先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司年產(chǎn)15000噸農(nóng)藥配置項(xiàng)目先正達(dá)南通農(nóng)藥配置項(xiàng)目整體共5條農(nóng)藥復(fù)配線，其中包含液劑

9、4條，粉劑1條。各生產(chǎn)線均為多配方共線生產(chǎn)，配方流程設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，每條生產(chǎn)線均可以柔性生產(chǎn)多種產(chǎn)品。施耐德技術(shù)團(tuán)隊(duì)協(xié)助客戶設(shè)計(jì)完成中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品配方40個(gè)以上。項(xiàng)目主控系統(tǒng)采用5套Quantum系列熱備PLC和2套Preventa安全PLC，配合X80以太網(wǎng)分布式IO。數(shù)據(jù)處理采用4套HP機(jī)架式服務(wù)器，配置冗余SCADA服務(wù)器和OPC服務(wù)器，人機(jī)接口包含5臺操作員站和1臺工程師站，現(xiàn)場布置10套HMI觸摸屏。系統(tǒng)整體硬件IO5000點(diǎn)，通訊IO5000點(diǎn)。程序控制模塊基于Schneider標(biāo)準(zhǔn)的LFL庫進(jìn)行開發(fā)，上下位程序接口緊密可靠。項(xiàng)目執(zhí)行情況良好，完成客戶預(yù)期控制流程要求，目前項(xiàng)目已

10、正式投產(chǎn)12個(gè)月。案例先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司年產(chǎn)15000噸農(nóng)藥配置項(xiàng)目根據(jù)工藝PID圖和工藝流程圖整理控制流程圖通過控制流程圖，可以設(shè)計(jì)合適的Phase Model和Unit Model的粒度。通過控制流程圖，可以分析得到Phase Model和Unit Model的數(shù)量。通過控制流程圖，可以確定各Phase Model的輸入、輸出參數(shù)。通過控制流程圖，可以清楚各Unit Model之間的同步信號。根據(jù)控制流程圖和配方參數(shù)文件編寫功能分析文檔通過編寫功能分析，可以為PLC、SCADA和Batch設(shè)計(jì)提供明確依據(jù)。在控制流程圖和功能分析編寫完成后，PLC程序設(shè)計(jì)工程師、SCADA程序設(shè)計(jì)工

11、程師和Batch程序設(shè)計(jì)工程師就可以同步推進(jìn)編程工作。案例先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司年產(chǎn)15000噸農(nóng)藥配置項(xiàng)目PLC程序設(shè)計(jì)PLC程序設(shè)計(jì)主要包含兩大部分第一部分屬于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)邏輯，包括各種電氣設(shè)備的手動控制邏輯、互鎖邏輯、報(bào)警邏輯以及儀表設(shè)備的數(shù)據(jù)處理等。第二部分對應(yīng)于Batch控制的邏輯，包括各Phase的控制接口(Start, Stop, Hold, Abord等)，Phase的數(shù)據(jù)接口和Phase控制邏輯。案例先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司年產(chǎn)15000噸農(nóng)藥配置項(xiàng)目SCADA組態(tài)案例先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司年產(chǎn)15000噸農(nóng)藥配置項(xiàng)目Batch組態(tài)物料組態(tài)：原料、中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)

12、品。配方組態(tài)：組分參數(shù)、過程參數(shù)。流程組態(tài)：修改或創(chuàng)建Batch動作執(zhí)行流程。Batch執(zhí)行組態(tài)：排產(chǎn)計(jì)劃、Batch執(zhí)行過程監(jiān)視和控制。Batch執(zhí)行日志：Batch生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)記錄和查詢。案例先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司年產(chǎn)15000噸農(nóng)藥配置項(xiàng)目案例費(fèi)列羅巧克力杭州綠色工廠項(xiàng)目 費(fèi)列羅杭州綠色工廠項(xiàng)目，是費(fèi)列羅公司在亞洲建造的第一座工廠。 在施耐德電氣意大利銷售的努力下，費(fèi)列羅集團(tuán)和施耐德電氣簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。杭州費(fèi)列羅工廠，全廠控制系統(tǒng)使用施耐德自動化系統(tǒng)，全部供應(yīng)商使用M580/M340+Intouch平臺。案例費(fèi)列羅巧克力杭州綠色工廠項(xiàng)目Photo基于招標(biāo)文件內(nèi)容整理Phase/U

13、nit劃分包含有相同輸入、輸出參數(shù)的Phase可使用共同的Phase Model包含有相同Phase功能集合的Unit可使用共同的Unit Model為生產(chǎn)同一產(chǎn)品流程下的Unit可劃分在同一個(gè)Process內(nèi)，也可理解成為執(zhí)行一個(gè)特定配方而由Unit組成的集合所有Process組成的集合成為Batch控制系統(tǒng)的控制區(qū)域Area基于InBatch的特性，Unit和Connection可單獨(dú)建模，極大的簡便了模型設(shè)計(jì)。案例泰德制藥巴布劑配液系統(tǒng)Phase/Unit初步分析總 結(jié)我們的優(yōu)勢從以上3個(gè)案例，可以體現(xiàn)出，施耐德電氣在食品飲料行業(yè)的優(yōu)勢：良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。全方位的自動化硬件產(chǎn)

14、品線支持，可以適應(yīng)各種復(fù)雜的現(xiàn)場需求。業(yè)界領(lǐng)先的自動化軟件平臺，市場占有率遠(yuǎn)超競爭對手。Market PictosEnergy &infrastructureIndustryBuildingsData centres & networksResidentialPower managementProcess/machine managementIT roommanagementSecuritymanagementElectricutilitiesOil & gasMarineTransportationWater & waste waterMining, minerals& metalsFood

15、 &beverageHotelsHealthcareLifesciencesRetailGreen buildingsFinanceCloud and telecomManagement softwarePowerMeasurementIntelligent power and motor controlRenewable energy conversionElectric vehicle rechargingLifts andescalators controlMaterial handling controlHoistingcontrolUninterruptablepower supplySurveillanceHVACcontrolLightingcontrolAccesscontrolProsumer microgridPackaging controlMaterialworkingPanel buildersTo add a