批次控制的应用领域包含半导体长晶炉、各种金属热处理炉、食品/饮料制程控制、清洁品制程、工业涂料、制药等工业应用,为了满足客户对批次控制应用软件的迫切需求,今年5月,研华再推出内含加值软件的PAC新产品新功能产品,透过专属功能块的设定,让客户仅透过简单的拉选动作,就可以轻松完成批次控制的设定。
继2009年底推出新一代的PAC控制系统─APAX-5000系列产品后,有鉴于厂商对于批次控制(Batch Control)应用软件的迫切需求,研华于今年五月针对批次控制应用再推出内含加值软件的新一代APAX-5000,让客户仅透过简单的拉选动作,就可以轻松完成批次控制的设定。
研华这次针对批次控制提出的完整解决方案,在控制器方面透过了功能强大的处理器来执行批次、制程、配方以及逻辑控制程序,而并搭配具有制程量测与控制功能的各种IO模块,进行控制处理;另外控制软件方面不但提供程序工具让设计者厂商可以进行应用开发,并针对批次应用需要的物理量控制,提供了专属功能块(Function Block,FB)及设定工具,让设备的批次制程控制可以根据批次需求的时间曲线来依次执行。
研华工业自动化事业群资深经理林崇吉指出,制程曲线控制,可说是批次控制最核心的部分,但目前市面上八成的设备供货商并没有提供此标准功能库FB工具,因此系统厂商就必须自己利用传统的软件或工具来撰写程序,过程中还需要不断地测试,其所花费的时间与成本是相当可观的。而研华不但开发出此标准功能块工具,并且还将其纳入成为标准配备,对于厂商而言,除了可省下至少五分之一的开发时间外,也节省不少测试时间的成本支出。
为批次控制打造专属功能块
应用领域相当广泛的批次控制,其实遍布在食品饮料、化学制药、钢铁制造、半导体制程等批次生产流程的设备与机台控制系统中,但什么是批次控制呢?林崇吉表示,只要是制程中必须针对温度、湿度、流量、压力等物理量进行制程控制作业,改变产品原来状态者即为批次控制的一环,譬如:在钢材中加入铝的成分,或是酿酒时加入调味香料等等,林崇吉说:“就像做一道鱼的料理,首先要把鱼煎熟,然后处理佐料,再将两者调合在一起,最后装盘上桌,其中每一道手续都有其处理的时间与步骤,而这就是批处理。”
此外,批次作业中可藉由算法及程序的控制,对温度、压力、时间等物理量进行控制,让物理量的数值可以很快的调整到预设的期望值(通常称为 Set Point)。针对这样的功能需求,研华的解决方案,在APAX-5000系列产品上加入了许多专为批次控制而设计的FB,而其中PID自动调节(Auto-tuning)功能可以让使用者免除比例-积分-微分(Proportional, Integral, Derivative,PID)参数的设定,研华的软件能自动为制程控制设定好适合的P, I, D参数。
研华工业自动化事业群项目副理李坤育表示,PID的参数值是个不太容易设定的数据,要相当有经验的专家才能在很短的时间内找到相应的参数,以恒温控制为例,必须将读到的温度值输入算法后再进行输出控制,使用者则要在最短的时间内反复测试找到适当的PID参数,才能让系统达到稳定的状态,但透过研华的自动调节功能(Auto-tuning),用户则只需输入所要的温度,其它作业都交给研华的软硬件来执行就可以了。“过去厂商必须以土法炼钢的方式来达到控制的目的,如今透过研华所提供的FB,厂商就能轻松对温度、压力及流量进行稳定的闭回路控制。”
林经理补充说明:“客户就像拥有了一套专家系统一样,研华的FB已经为使用者建立了一套完整的动作模式,只要将设备的制程控制经验值输入其中,哪一个时间区块中要对应那些动作,研华的系统就能自动完成。”
此外,这些专用的FB是架构在符合国际标准IEC 61131-3的软逻辑(SoftLogic)开发软件上,另加入针对批次控制所需的软件功能。除此之外,开发软件同时提供很容易上手的设定工具,厂商得以省去为每一步骤自行撰写程序的额外时间成本。“在熟悉的开发工具上,客户只要几个简单的拉选动作就能完成所要的设定,因此可以省下相当多的时间,客户也可专心投入因客制化需求所需进行的软件开发。”李副理强调。
满足垂直市场的特殊需求
结合了制程控制器、PLC与PC两三大特色于一身的可编程自动化控制器PAC,整合了控制、数据处理与网络联机等功能于单一控制平台中。目前市面上针对批次控制应用而提供的PAC产品并不多见。林经理表示,相较于PLC产品属于单仅做数字数据收集与控制的封闭系统,研华的PAC产品,可以对工厂内各种控制硬件进行整合。
另外对于需要长期储存数据以便日后查询作业过程的需求,或是认证时需要流程数据文件化,以及工厂无纸化管理等各方面,当然也是PAC产品的一大优势,而至于连网能力,PAC产品不论是上网或是与其它设备之间的通讯能力,更是略胜一筹。
李坤育表示,研华PAC产品APAX-5000系列原本就提供了让厂商可以自行客制化的开发软件,如今更添加了符合应用专属的功能块(FB),相信更能符合垂直市场的特殊需求,也会是批次控制应用的最佳选择。

产品:APAX-507*扩展适配器
简介:APAX-507*扩展适配器,通过各种现场总线协议(APAX-5070 MODBUS TCP,APAX-5071 PROFI NET,APAX-5072 EHERNET IP),可以将APAX系列I/O以扩展机架、远程I/O、分布式I/O等形式连接到APAX主机、计算机系统、AB,simens等PLC系统。APAX I/O模块还可以通过菊花链式、星型方式将32个I/O模块进一步分散布置在现场。除标准的单路扩展方式外,为保障系统通讯可靠,还可采用双网线、双模块、双交换机等冗余扩展方式。

产品:PAC功能再升级—批次控制功能
简介:研华批次控制可支持50条曲线程序,每程序可划分99段;32回路自整定PID控制;通过专属功能块配置Ramp/Soak功能及触发事件设定;填表方式编写控制程序;可用EXECL规划升温/保温曲线;高速测量、记录、分析等功能。研华PAC整合批次控制功能,将极大提升温度、压力、流量等控制的品质和大幅缩短工程师编写程序和现场调试花费的时间。
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