在生产过程自动化控制中常常需要大型的、复杂控制系统的替代解决方案

对于许多企业来讲，集中式的过程控制系统使用起来往往不够灵活，或者成本太高。因此，分散式控制系统理所当然地成为了替代集中式生产过程控制系统的解决方案。

Novarits公司承担着生物工程技术领域中许多多用途流程设备的生产运行工作，这些多用途生物技术设备所生产的不是固定的单一产品，而且也不是产品的大批量生产。因此，集中式的流程设备控制系统使用起来便非常不便捷。但是，按照ERES（电子记录/电子签名）、FDA（美国食品和药品管理局）以及21 CFR Part11的规定和要求，所有的数据和操作者的操作过程，例如流程设备的设置和参数赋值等都要在生产过程中有效采集，并可靠地保存下来。很长时间以来，这些记录一直都是靠费时费力的人工进行记录的。

因此，Novarits公司采用了操作使用更加灵活的分散式过程控制系统，以便实现生产过程的自动化控制，同时也减少手工记录的工作量。利用这一过程控制系统，在闭式的基本功能范围内，应部分地实现手工操作的半自动化，例如充填、灌装、搅拌、输送；一些固定不变的操作内容，例如CIP原位清洁、卫生清洁过程则应实现完全自动化。

具有良好特性的自动化解决方案

作为集中式过程控制的替代方案，Novarits公司选择了Pac公司生产的、采用了Wago公司技术的分散式配置的过程控制器，利用工业计算机分别控制着一台台生产设备。每台设备的控制面板安装在生产设备旁边，整个控制系统经以太网连接成一个整体。工业控制计算机所采集到的传感器、执行器的数据和信息经输入、输出端进行控制。除此以外，工业计算机也对Festo公司的气动阀组进行控制。在记录操作过程和数据的中央服务器中，它按照21 CFR Part11电子记录和电子签名的规定汇总所有的生产过程数据、报警信息、控制和操作指令等。

“在分散式配置的控制系统中，Wago公司生产的工业计算机具有3个很好的特性。”Pac公司经理Jürgen Sütterle先生解释说道。按照他的看法，这种工业计算机也可以是一台输入、输出的控制计算机，由于它是安装在24V电压的通用电气卡槽中使用的，因此可以直接与输入、输出模块串联起来。“第二，它具有传统的PLC可编程序控制器的性能，因此坚固耐用、体积小，可以像可编程序控制器那样按照IEC 61131标准规定的程序语言编写控制程序。第三，它集成了计算机领域中的常规标准。”

灵活、模块化的控制

“在过程自动化中，我们常常需要不同于大型的、复杂控制系统的替代解决方案。但这些使用简单的PLC可编程序控制系统也必须满足很高的质量要求。Wago系统使用的是标准化的硬件、标准化的通信技术协议以及标准化的接口。这样我们就可以自由选择不带外设的供应商了。若某一触点出了问题，我们只需更换这一触点就可以了，不用更换整个组件。而且利用标准的编程工具编写控制程序，例如利用CoDaSys或者MS SQL-Server编写控制程序，使得这一解决方案更加经济高效。” Jürgen Sütterle继续说道。他对这一系统安装使用传感器、执行器的灵活性给予了极高的评价。由于它的输入、输出系统已经在工业自动化市场中出现了一年多的时间，因此有着400多种不同的、数字式或者模拟式的输入、输出模块可供用户选用。这些模块一般只有12mm宽，并可根据使用的需要任意增加。

符合要求的分散式控制解决方案

Novarits公司的分散式过程控制系统非常成功。在一台有效成分萃取的准备设备中，首先要在一组容器设备中把不同的介质均匀地混合搅拌在一起，之后送入下一流程、保存在第二组容器中进行恒温—恒湿处理。控制系统用一个环形供料装置输送所需的原材料和物资，例如清洁剂、清洁蒸汽和纯净水，完成向运动中容器的灌装、充填，在各个容器设备组之间输送容器，对开关控制阀进行控制。生产数据都集中保存在一起，进行统一集中地分析评估。通过分布在车间内的显示屏，操作者可以随时了解生产过程的当前数据和历史数据，移动通讯使用的是WLAN系统。利用数据记录系统的标准接口把不同供应商提供的外设连接在一起，这对生产运营商会起到很大帮助。例如，利用Profibus现场总线系统可以把西门子控制系统也连接在一起。

另外，这一分散式配置的过程控制系统允许同时管理、控制多个容器设备组的生产运行。由于每一个容器设备组都有自己的供电、控制和操作系统，因此当某一容器设备出现故障后不会影响其他容器设备组的正常生产。利用这一分散式的过程控制系统很好地解决了不断变化的设备使用和生产过程难题。“由于这一分散式过程控制系统采用的是模块化设计，因此有着很好的经济性和功能。控制功能，例如‘搅拌’，是符合Namur推荐标准的基本功能，因此可以在其他生产工位上也正常使用。利用其内置的复制功能，我们可以大大缩短整机和各个单机、单一模块的测试、调整时间。”Sütterle先生解释说道。根据这位自动化技术专家的观点，不同容器设备组统一的、简单的操作方式也大大方便了操作者的使用。 “由工业计算机组成的分散式过程控制系统是经济的、使用非常灵活的控制系统。这一点在实践中也已得到了证明。”

最初，Wago公司为工厂自动化而开发输入、输出系统，例如为生产设备的故障报警而开发的系统。Pac公司在Wago工业计算机（758-870）和Wago监控器（750-841）的基础上将其发展成为故障报警、故障记录和故障处理以及基础设备（仓库、清洁蒸汽生产、纯净水、冷却水等设备）监控和文件记录功能的综合系统。Novarits公司在GMP药品生产质量指南的条件下使用着这两种系统。