准备有回报
任何粉刷过房间或房子、贴过墙纸或贴过瓷砖、种过花或种过菜园的人都知道准备工作的重要性。除非表面或土壤准备得当，否则最昂贵的油漆、墙纸或植物都不会产生预期的效果。控制和自动化系统也是如此。
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任何粉刷过房间或房子、贴过墙纸或贴过瓷砖、种过花或种过菜园的人都知道准备工作的重要性。除非表面或土壤准备得当，否则最昂贵的油漆、墙纸或植物都不会产生预期的效果。
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在一家大型营养婴儿食品生产工厂的工作人员开始更换其过时的控制系统硬件和软件之前，他们知道项目的成功取决于了解当前系统能做什么和不能做什么的每一个细节。Control Engineering试图列出应用程序中的最终用户，但由于在发稿前出现的业务情况，这里允许例外。)该公司的控制系统于20世纪80年代安装，其复杂性不断增长，可容纳400多种产品和CIP(就地清洁)可能的流动路径。
该公司的工程师寻求一种系统化的良好生产规范(GMP)方法来记录和审查现有的自动化和手动程序。他们知道，任何方法都需要利用ISA的S88批处理控制标准，适应迭代开发过程，并对操作人员和过程工程师友好。
定义的复杂性
生产有营养的婴儿食品需要将干湿产品混合在一起，并给它们配药，通过均质机，冷却，储存，有时干燥成粉末，然后包装。
根据不同的生产要求——低铁、无乳糖、以大豆为基础等——34种基础液体产品可以生产出200多种独特的品牌产品。
除了几个独立的面板外，旧的过程控制系统还包括3000多个I/O点，其中270个是模拟I/O点。仅可查看的ms - dos(微软磁盘操作系统)操作界面包含超过20,000个标签。过程控制协调通过6个艾伦-布拉德利PLC 3之间的专有通信实现。
迭代开发
20多年的工艺变化使这家婴儿食品生产商的图纸、工艺说明和软件代码的状况不太好。
公司里的许多人都能解释各种流程应该如何工作，但很少有文档记录。此外，操作人员还手动执行了几个步骤。因此，公司需要确切地知道现有的控制系统在做什么，因此工程师们开始更新所有图纸，并将PLC梯形逻辑转换为流程图。
有了“构建时”和“控制时”的文档，组成了一个包括过程工程师的项目团队。
大约在启动替换项目的一年前，项目团队购买并使用了Spec-Soft的PFS-Definition(过程功能规范)软件。模块化，以设备为中心的软件层次结构和S88批量控制标准有助于建立迭代过程，以开发详细的控制和自动化要求，这就是使用它的原因。
项目团队首先向运营商团队介绍S88模型和定义，以及Spec-Soft PFS软件如何记录项目以匹配S88模型。
项目和作业者团队在图纸上绘制了生产和CIP流程路径，并进行了小组讨论，以确保实施的解决方案能够提供最大的操作灵活性。任何意见上的分歧都得到了调和，并且一个注释被输入到“讨论簿”中，从而创建了项目决策和进度的路线图。
使用迭代设计过程有助于公司开发灵活的控制系统解决方案。该设施的工程师将其描述为多次观看同一部电影-每次观看都会揭示前一次观看中遗漏的重要元素。
模块化层次结构
S88的一个关键特点是它强调建立一个模块化的物理和程序过程层次结构，重点是定义设备实体可以做什么。这样的重点有助于避免注入特定于产品的需求，并帮助S88实现最大化操作灵活性和可维护性。
Spec-Soft的总裁Shaul Shaked解释说:“S88新手开发人员和用户很少在识别过程单元和单元方面遇到困难，但经常被什么构成或不构成控制和设备模块所迷惑。”
S88新手用户经常问的问题包括:“一个控制模块可以或者应该是其他控制模块的集合吗?”答案通常是肯定的。
Shaked说:“例如，协调控制策略可能需要一个或多个比例，积分，导数[PID]控制算法，多个过程测量[变送器]和一个或多个最终控制元件[分程控制阀]。”此外，协调控制策略可能需要超前/滞后、数学和/或跟踪联锁功能。一些S88的纯粹主义者可能会认为，这种协调控制策略应该作为一个设备模块来实施，而不是作为一个‘超集’控制模块。”
在实践中，在S88物理层次结构中实现的控制越低，协调过程单元和单元的灵活性就越大，也就越容易。
也就是说，在如何定义控制和设备模块方面保持一致性非常重要。例如，如果上述场景是作为协调控制模块实现的，那么对于同样复杂的泵和开关阀，应该存在类似的协调控制模块。
婴儿食品制造商项目中涉及的400个CIP阀门提供了一个很好的例子，说明在哪里更好地将阀门作为协调控制模块来实施、维护和管理。在为该项目制定物理模型时，生产和CIP模型变得必要。通过将CIP阀门定义为协调控制模块，公司更容易开发CIP程序模型说明。
URS到详细设计
通常，URS文档与用于开发软件代码的详细设计规范关系不大。这是不幸的，并且经常导致那些参与开发需求规范的人员认为将被开发的内容与控制系统软件代码功能中实际交付的内容之间的期望落空。
由于PFS支持生成高度详细的URS的迭代开发过程，因此婴儿食品制造工厂的工程师可以使用PFS文档作为详细的设计规范，从而简化了提供给系统集成商(SI)的文档包。此外，由于项目和运营商团队正在为他们已经理解的设计添加细节层，因此每个参与者都对SI能够交付所需的内容充满信心。
关键时刻
在定义和记录其控制要求的同时，制造商还评估了潜在的替代控制系统平台。他们考虑了几种控制系统，最终选择了罗克韦尔的ControlLogix、RS-BizWare Batch和RS-View。
一旦控制系统被选定，控制和自动化要求被掌握，Spec-Soft被要求与选定的SI合作来实施项目，以确保最终实施符合S88模型。
在实施开始后不久，Spec-Soft发布了其自动代码生成软件的早期版本。
最终的应用程序包含数百个控制和设备模块，加上相位逻辑、计算和联锁条件逻辑。SPEC-Soft和SI将实现工作分开，SI专注于控制模块，而SPEC-Soft开发相位逻辑、计算和联锁条件逻辑。
由于没有两个批控制系统制造商以相同的方式实现配方信息，因此从通用软件(如PFS-Definition)自动生成配方信息即使不是完全不可能，也是很困难的。但是，PFS-Definition确实包含通过microsoft Excel电子表格手动将配方信息导出到RS-Batch应用程序所需的所有信息。
在美国以外的国家，不需要遵守美国食品和药物管理局的规定。然而，为了使婴儿食品制造商的全球生产设施相互支持，所有工厂都在努力实现GMP和GAMP(良好自动化生产规范)合规。
FDA法规要求IQ, OQ和PQ(安装，操作和性能鉴定)测试和结果文件。由于该公司在准备控制和自动化需求方面做了彻底的工作，因此IQ和OQ的完成几乎没有什么意外。
每个月都会对应用软件进行小的调整，所以工程师还没有完成PQ。然而，他们相信URS和实施的控制系统软件之间的紧密联系将使他们能够通过FDA的审核。
关于PFS-Suite
Spec-Soft最初是作为过程功能规范(PFS)应用程序开发的，后来将PFS发展成为一套互补的应用程序，标题为:
pfs定义:功能规范开发和文档软件;
PFS-Review:通过仿真验证规格准确性;
PFS-Code:将规格信息转换为控制器代码;和
PFS-Test:自动生成测试协议。
基于Microsoft的SQL Server数据库，PFS Suite应用程序可支持任何规模的项目，包括单个用户到无限用户，以及100到无限标签。
在应用程序信息已经存在的情况下，PFS Suite支持常见的导入/导出文件格式，包括使用dxf文件扩展名开发和保存的绘图文件。
PFS-Suite跟踪对导入的图纸和数据库元素所做的更改，以及对手动输入的数据所做的更改，并提供更改内容、更改人以及更改时间的详细报告。
根据SPEC-Soft, PFS-Code可以以IEC 61131指令列表格式生成大约80%的应用程序软件代码。
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