李海濤

(山東新華醫(yī)療器械股份有限公司，山東淄博255086)

0 引言

2010年新版GMP實(shí)施后，市場(chǎng)加速淘汰了落后的中小企業(yè)，為上市公司、龍頭企業(yè)提供了并購(gòu)和擴(kuò)張的機(jī)會(huì)，促進(jìn)了行業(yè)集中度的提高。同時(shí)也催生出了一批大型和超大型的制藥企業(yè)，這些企業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量以及產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力，在經(jīng)過(guò)了3～5年的高速發(fā)展期，開始向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏，淘汰掉舊的效率低下的需要大量人工操作的機(jī)器，轉(zhuǎn)而購(gòu)買自動(dòng)化程度更高、維修率更低的設(shè)備。

在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)來(lái)提升產(chǎn)品創(chuàng)新、成本控制、市場(chǎng)營(yíng)銷、人力資源水平已是企業(yè)當(dāng)前及未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。最終，一切都指向了信息化技術(shù)，在當(dāng)今社會(huì)，信息化技術(shù)程度的高低直接決定了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、管理水平和綜合實(shí)力的高低。

在這種情況下，山東新華醫(yī)療器械股份有限公司及時(shí)把握市場(chǎng)走向，經(jīng)過(guò)一系列的市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)調(diào)研，及時(shí)推出了制藥行業(yè)專用的基于OPC協(xié)議的信息采集和監(jiān)控系統(tǒng)SV_SCADA。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

SV_SCADA的系統(tǒng)架構(gòu)主要包括以下傳統(tǒng)的3個(gè)層次，如圖1所示。

圖1 SV_SCADA的系統(tǒng)架構(gòu)

(1)現(xiàn)場(chǎng)層：該層的生產(chǎn)設(shè)備主要由各種類型的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成。每種設(shè)備采用不同的控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳送?，F(xiàn)場(chǎng)層的數(shù)據(jù)采集接口包含控制器接口和人機(jī)界面接口。設(shè)備的控制器除完成控制任務(wù)外，還從現(xiàn)場(chǎng)的I/O模塊(卡)采集數(shù)據(jù)，并記錄在控制器的數(shù)據(jù)塊中。因控制系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)采集接口軟硬件異構(gòu)且采集到的數(shù)據(jù)從內(nèi)容到存儲(chǔ)格式都有很大差別，所以采取每種設(shè)備分別上傳數(shù)據(jù)至車間層監(jiān)控機(jī)的方式。

(2)監(jiān)控層：車間監(jiān)控層由多臺(tái)PC組成。車間監(jiān)控層的功能有：提供車間級(jí)集中監(jiān)控界面；采集現(xiàn)場(chǎng)層的數(shù)據(jù)，存入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)；為上一級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集主要是通過(guò)OPC來(lái)獲取。

(3)管理層：管理層對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種匯總分析，生成各部門所需要的趨勢(shì)和報(bào)表等，并對(duì)企業(yè)的管理決策做出數(shù)據(jù)支持。

2 系統(tǒng)核心組件

SV_SCADA系統(tǒng)主要包含以下可選的核心組件，這些組件的功能包含了企業(yè)的大多數(shù)需求：SV_View Studio：核心組態(tài)軟件；SV_View Server：數(shù)據(jù)監(jiān)控HMI服務(wù)器；SV_View Client：數(shù)據(jù)監(jiān)控客戶端；SV_Historian：實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；SV_DataLink：報(bào)表和趨勢(shì)可視化的EXCEL插件；SV_Vantagepoint：報(bào)表和趨勢(shì)開發(fā)軟件包；SV_Viewpoint：IE瀏覽客戶端；SV_AssetCenter：數(shù)據(jù)監(jiān)控資產(chǎn)管理；SV_Metrics：數(shù)據(jù)監(jiān)控停機(jī)分析；SV_Energy Metrics：數(shù)據(jù)監(jiān)控能源管理；SV_Batch Management：數(shù)據(jù)監(jiān)控批次管理。

3 系統(tǒng)功能

SV_SCADA系統(tǒng)的功能主要有：

(1)數(shù)據(jù)采集：物理介質(zhì)采用工業(yè)以太網(wǎng)，通過(guò)OPC協(xié)議獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

(2)數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理的主要數(shù)據(jù)類型有：數(shù)字量、模擬量、脈沖技術(shù)值和計(jì)算量。

(3)控制和調(diào)節(jié)：通過(guò)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的鏈接，在授權(quán)模式下可對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量直接控制以及PID調(diào)節(jié)等。

(4)報(bào)警處理：報(bào)警是對(duì)測(cè)量值的范圍、變化速度的預(yù)警，報(bào)警包括限值報(bào)警、變化率報(bào)警、偏差報(bào)警、異常報(bào)警等。更復(fù)雜的報(bào)警可以通過(guò)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，然后對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行報(bào)警檢查而產(chǎn)生。發(fā)生報(bào)警后，操作員可以通過(guò)報(bào)警畫面對(duì)報(bào)警進(jìn)行確認(rèn)。報(bào)警信息、報(bào)警確認(rèn)信息、報(bào)警消除等信息都可以被系統(tǒng)自動(dòng)記錄下來(lái)，報(bào)警按照重要程度可分為多個(gè)優(yōu)先級(jí)別。

(5)網(wǎng)絡(luò)通訊功能：提供非透明的網(wǎng)絡(luò)通訊機(jī)制，可以構(gòu)建上位機(jī)的分布式監(jiān)控處理功能。

(6)系統(tǒng)時(shí)鐘同步：系統(tǒng)可由GPS全球定位時(shí)鐘提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，同時(shí)向系統(tǒng)發(fā)送對(duì)時(shí)命令。

(7)人機(jī)界面功能：實(shí)現(xiàn)畫面顯示、畫面操作、畫面的管理。

(8)組態(tài)功能：畫面組態(tài)、數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)、分布式控制組態(tài)、報(bào)表組態(tài)、通訊組態(tài)等。

(9)安全管理：系統(tǒng)定義每個(gè)用戶的操作權(quán)限，系統(tǒng)對(duì)用戶的重要操作均可生成記錄，同時(shí)具備完善的安全管理策略。

(10)歷史數(shù)據(jù)和報(bào)表處理：對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史存儲(chǔ)。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析、計(jì)算生成可視化的趨勢(shì)和報(bào)表等，從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率的效果。

(11)分布式系統(tǒng)控制：本系統(tǒng)通過(guò)C/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分布式控制。

4 項(xiàng)目實(shí)施案例

2012年5月在青島華仁藥業(yè)新建軟袋輸液車間實(shí)施了SCADA項(xiàng)目，主要采集和監(jiān)控制水、配制、灌裝、滅菌、包裝等工序的數(shù)據(jù)，并為MES生產(chǎn)過(guò)程管理系統(tǒng)提供必需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，目前項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)收。

2012年出口沙特PSI的設(shè)備中包含一套SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，主要采集和監(jiān)控上袋機(jī)、下袋機(jī)、物流線、滅菌柜、干燥機(jī)、裝箱機(jī)和碼垛自動(dòng)軌的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)，目前項(xiàng)目已通過(guò)國(guó)內(nèi)的工廠驗(yàn)收。

5 結(jié)語(yǔ)

人類正在由工業(yè)化時(shí)代進(jìn)入到信息化時(shí)代，進(jìn)入21世紀(jì)后，信息已經(jīng)成為第一生產(chǎn)要素，同時(shí)將構(gòu)成信息化社會(huì)的重要技術(shù)物質(zhì)基礎(chǔ)。

新的經(jīng)濟(jì)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，企業(yè)要適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略，從管理的規(guī)范化到管理的數(shù)字化，最終實(shí)現(xiàn)管理的智能化。SCADA和MES是企業(yè)實(shí)現(xiàn)管理數(shù)字化的必經(jīng)階段，是企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重要部分。雖然現(xiàn)階段在各個(gè)企業(yè)推行SCADA和MES的時(shí)機(jī)尚不成熟，但是先發(fā)者制人，企業(yè)的戰(zhàn)略決策的先進(jìn)性與前瞻性將決定企業(yè)的效益和存亡。

當(dāng)然，企業(yè)的信息化戰(zhàn)略也要視企業(yè)實(shí)際情況而定，而不能不具備條件強(qiáng)行硬上，將相互關(guān)系并不緊密的子系統(tǒng)強(qiáng)行集成，為了信息化而信息化，把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，這樣的話只會(huì)得不償失。