迁移硬编码的批处理系统

在ISA-88批标准的开发和接受之前,传统的批处理系统要求整个配方或程序直接硬编码到控制器中。如今,这些终端用户面临着将不灵活的遗留平台迁移到现代控制系统的不可避免的任务。

通过Robbie Peoples, Cross Company Integrated Systems Group 2014年8月18日

在ISA-88批标准的开发和接受之前,传统的批处理系统要求整个配方或程序直接硬编码到控制器中。从本质上讲,这意味着程序层面并没有与设备层面隔离开来。如今,这些终端用户面临着将不灵活的遗留平台迁移到现代控制系统的不可避免的任务。

值得庆幸的是,技术的改进和对控制标准的接受使得现代控制系统变得更加健壮、灵活和易于配置。该软件提供ISA-88结构,将设备功能与程序层或配方层分开。我的目的是在遗留批处理系统迁移期间,阐明批处理软件和灵活设计的好处。

硬编码遗留批处理系统倾向于使用大量自定义代码来处理处理过程中的所有异常、自动逻辑和操作符交互。通常,流程排序的实际代码相当直接,并且可以很容易地由本地流程工程师定义。另外,批处理中最复杂的逻辑通常围绕异常处理和自动化逻辑展开。该逻辑可以比基本排序逻辑多表示60%的编码基础结构。

此外,大多数遗留系统都是自动控制与手动操作交互的混合体。所有这些考虑因素都增加了基本控制器逻辑,这使得代码过于复杂,难于操作,并且难以更改。

在大多数情况下,维护系统的工程师与实际编写逻辑的人不是同一个人。此外,负责替换现有遗留控制系统的项目经理可能不熟悉ISA-88可以提供的新方法和系统增强功能。因此,在评估选择时,这种情况往往需要充分了解其好处。

硬编码批处理系统通常具有共同的特征,可以通过使用灵活的ISA-88设计和良好的持续改进程序来改进。如果你对下列任何一个问题的回答是“是”,你可以考虑使用批处理软件:

  1. 生产过程是否需要控制系统工程师持续支持生产?
  2. 生产是否有质量问题,或偶尔无故生产不合规格的产品?
  3. 当生产同一种产品时,是否有不同的生产周期?
  4. 更改产品和/或调整规格是否需要控制系统工程师的支持?
  5. 你们是否有专门的人员收集、收集和生产生产数据以供管理层分析?
  6. 实施新设备是否需要大量的时间和精力?
  7. 你觉得你已经达到了给定系统的最高效率吗?

完全批处理vs硬编码

来定义完整批处理系统与硬编码配方的优缺点直接进入控制器,我们必须提供对ISA-88的一些理解以及该标准如何帮助我们。最大的问题是,“使用ISA-88标准的实现如何转化为业务利益?”

就像其他任何事情一样,如果您没有正确地利用工具和增强功能,那么在实现成本效益分析时就很难显示投资回报。这意味着,一个设计糟糕的系统仍然可以遵循ISA-88,但它可能不够灵活和强大,无法提供长期的好处。突出的问题是:“批处理还是不批处理”更像是一个业务决策,而不是一个流程决策。此外,控制系统迁移的方法应该优先考虑长期成本-或者更广为人知的生命周期成本-超过最初的项目成本。

下面的部分强调了改进的关键领域,但总体上的好处可以产生连锁反应,并为您的业务的多个部门提供大量的回报!

有标准…减少困惑

配置标准强调良好的实践,并且在实施持续改进项目时,它本身具有长期价值。使用标准的概念可以应用于在PC上使用键盘。如果你用过的每台电脑都有不同的键盘排列会怎样?这将导致您浪费大量时间来寻找每个键,并最终影响您的日常表现。值得庆幸的是,有人确定了QWERTY标准键集,现在使用键盘是通用的,并为所有人所理解。

同样,配置标准概述了重复用于完成相关任务的通用功能和交互方法。这种熟悉简化了函数之间的交互,并最终导致更容易识别的函数。

减少开发成本和上市时间

实施ISA-88标准降低了开发或扩展产品的成本,并最终缩短产品上市时间。该标准促进了功能的重用,因为它们被分解成更小的部分,在不同的设备中更常见。任何世界级的控制系统集成商都将建立用于实现项目的库,这些库已经经过了时间的测试。这些实践导致了快速的开发和部署,最终降低了交付的总体成本。

强大的标准还可以通过为操作人员和维护人员提供有价值的信息来快速识别设备问题,从而最大限度地减少停机时间。标准函数的重用提供了更少的风险,并减少了验证和调试工作。

减少维修

遵循ISA-88标准将使系统更容易维护。将复杂功能分解为更小的部分的标准将允许在更小和更简单的级别上对它们进行管理。添加或修改代码的小部分将比进行主要的、更复杂的更改带来更小的风险。这些优点既适用于全自动系统,也适用于人工操作系统。当一个标准被恰当地应用于一个系统时,与硬编码的批处理系统相比,支持持续改进项目所需的时间是最少的。

长期的好处之一是提高了控制系统工程师的效率。这种效率允许系统工程师将时间花在其他项目上以支持流程,而不是排除故障和破译自定义编码解决方案。此外,配方更改和/或新配方开发可以由了解流程的流程工程师来实现,但通常没有控制背景来破译控制系统中的逻辑。

S88通过将设备层与配方或程序层分离来实现这一点,允许工艺工程师根据需要开发和更改配方,而无需详细了解设备代码。

降低生命周期成本

上面列出的所有这些好处都有助于降低系统的生命周期成本。分析与开发、维护和实施持续改进项目相关的成本,使高层管理人员意识到长期收益远远超过短期成本节约。使用批处理软件的决定,加上灵活的设计,使公司能够以最小的成本快速适应市场,而不必重新配置硬编码在控制器中的配方。我为其提供支持的大多数组织都利用了批处理软件的好处决定是由最高管理层作出的。

在一些情况下,我曾让当地的流程工程师告诉我,多年来,优秀的工程师对当前的系统进行了调整,他们已经达到了最高效率。在实施了新的配料系统后,这两个案例在安装一年内都建立了新的生产和质量记录水平。这些结果直接促进了技术的进步,制造了更好的工具来提高效率。拥抱变革并推动技术进步以确保持续改进的公司往往能够长期生存下去。

这种深谋远虑是公司在全球市场上不断前进和竞争的动力。

批处理软件将帮助你

总之,使用灵活和健壮的方法实现ISA88标准可以帮助降低实现成本,以及生命周期成本。使用配置标准的一个最被低估的好处是与维护系统相关的成本。在全球市场中运营,我们必须认识到我们的效率,并利用每一个机会不断改进我们的流程。

使用批处理软件的决策是业务决策,而不是流程决策。长期改善的远见必须由管理者领导,以确保我们的公司在长期就业方面取得成功。这一事实既适用于完全自动化的过程,也适用于人工和自动操作的混合,这包括了当今大多数批处理过程。

拥抱变革和使用新工具是我们的责任,以确保下一代成功。如果你对这个话题有任何评论或问题,我很乐意听到!欢迎给我发电子邮件,或者在下面评论。

Robbie People是项目经理兼首席系统工程师跨公司集成系统组。Innovative Controls是一家精英过程控制系统集成商,总部位于田纳西州诺克斯维尔。Robbie在过程控制行业,特别是化学和制药行业拥有超过17年的经验。他持有电气工程学士学位,是乔治亚州和德克萨斯州控制系统学科的注册专业工程师。

跨公司集成系统组是一个2015年3月5日成为会员