如何实现自动化程序的自动生成(下)？

　　定制
　　通过UAG，用户可以定义自己的标准并使用他们。UAG会根据用户的标准给出一个统一的方案，并准备确认操作。在设计阶段，它可以将出错的可能降到最低限度，进而也降低了调试和维护成本。
　　UAG可以用来针对以下方面进行定制：
　　■选择ScoD库。
　　■在UAG中使用的符号术语系统。
　　■选择PLC平台和模块。
　　■定义人机界面/ SCADA监控所使用的访问级别，显示模式，测量单位等内容。
　　■用户文档。
　　■安全。
　　这意味着，用户在自己的所有UAG应用程序内集成了与过程相关的专业技术和标准。
　　建模
　　在根据自己的标准完成了定制，并选择了自己的ScoD库以后，用户就可以利用UAG所提供简洁友好的工作方式来进行操作。
　　用户使用物理模型来定义过程，使用在定制过程和创建SCoD库时所有的专业技术。这样就可以让过程动作和过程配置完全符合用户的需求。
　　然后，用户使用拓扑模型来定义过程控制，并在这一个过程中再次用到定制的相关内容。
　　使用UAG进行过程设计，容易进行功能分析。该功能允许用户对项目状态进行精确而可靠的追踪。为了尽快地检测到错误和故障，UAG在项目的各个级别上对项目、标记和

程序缺陷进行分析，例如：
　　■在物理模式级别：
　　- ScoD实例属性的缺失或超限。
　　- 无效或缺失的连锁参数。
　　■在拓扑模式级别：
　　- 在未定义设备之间的通信通道。
　　- 无效或者缺失的通信参数。
　　■在项目级别：
　　- 从另外一个PLC发送的ScoD数据，但是和该设备的通信参数没有配置。
　　- ScoD没有分配给任何PLC输入/输出变量。
　　- 响应时间内的输入/输出变量动作没有定义。
　　这意味着，用户在UAG中使用的与过程相关的专业和技术，确保了过程应用模型的一致性。

　　生成
　　拓扑模型和物理模型是联系在一起的，ScoD内置的逻辑程序要分配给某个特定的PLC平台上运行，HMI的显示信息也要分配给某个控制领域中某台PC机，物理模型上的IO信号要通过简单地鼠标托拽操作把它们映射到硬件的模块上。
　　UAG的应用生成不需要对特殊的软件（HMI、通信驱动和PLC编程等软件）有详细的了解，所有对应用程序的检查工作都由UAG来完成。
　　UAG会在一个点提供多个应用程序(PLC，HMI) 的所有过程信息，以及通信参数。
　　可以生成以下的内容：
　　■在PLC级别：
　　- 硬件配置。
　　- 带有初始值和变量的定位型数据和非定位型数据。
　　- 初始化。
　　- PLC内部的通信和分布式输入/输出(在以太网上的输入/输出扫描或者在Modbus Plus上的Peer Cop)。
　　- DFB/EFB功能块数据(信息来自SCoD)。
　　- 连锁。
　　■在HMI级别：
　　- 用于图形动画的数据。
　　- 带有变量的定位型数据(显示，报警，归档信息，等等)。
　　- 用户访问权限。
　　■在通信级别：
　　- 通信驱动配置(Monitor Pro 和iFIX)。
　　- 用于第三方设备的配置数据(通过一个XML界面)。
　　使用UAG设计和生成完整的工艺流程程序是个增量式的过程，项目的每一步都要对每个层次进行分析。层次的例子比如：
　　■物理模型层次
　　■限位值超限
　　■ScoD实例值没有设置和超限
　　■需要的连锁信号没有定义
　　■拓扑模型层次
　　■PLC与HMI通信没有定义
　　■需要与可用的存储器范围不匹配
　　■通信的参数没有设置
　　■全局层次
　　■ScoD与PLC的连接信息没有作用
　　■ScoD的IO信号没有连接硬件模块
　　■IO变量的超时行为没有设置
　　■IO点所对应的统计
　　在项目设计的每一步，都可以生成控制系统的应用程序（HMI和PLC），甚至在项目的有些参数没有给的情况下（比如：IO信号没有连接到硬件模块或者没有指定初始值）。这里的要点是：尽管参数不全，但UAG的功能分析能查出所有缺少了的元素，并保证到最后生成的项目是全部完整的。
　　UAG的作用并不是一次生成100%的应用程序，而是允许用户对已有应用程序进行不断地修改，所以应用生成是一个不断纠错、不断改进的过程。对已经生成的Unity Pro / Concept 应用程序进行改动是允许的。UAG再次生成的应用程序只会因为对UAG本身修改而产生影响，而不会对UAG以外的部分产生影响。
　　这意味着，用户使用的与过程相关的专业和技术，在生成过程中快速操作，而不会产生任何错误或者疏忽。
　　GAMP
　　GAMP（优秀自动化制造规范）现在已经做为一种创建自动化系统的方法论为自动化界的人士所认可和采用。
　　图2表示了建立一个自动化系统的基本方法。高层的用户要求规格书分成了不同的子层（功能规格书和设计规格书），一旦建立了系统，每一层都提供资格验证。

　　UAG提供的工艺对象的方法正好满足这种要求，每个ScoD（智能控制对象

）代表了一个控制功能，都要进行指定、设计、测试和验证的过程，而且还包括了相关文档。
　　验证
　　UAG针对过程控制采用ISA S88标准术语，在创建自动化系统方面则采用了GAMP方法体系。这两个标准为认可和验证过程的工作提供了重要支持。因为提供了以下功能，UAG使基于FDA 21CFR 第11部分相关规则的验证过程得以简化：
　　■在功能分析的基础上，在一个点给出所有的过程信息。
　　■通过UAG自动生成过程程序。
　　■遵循FDA规则的归档操作。
　　■通过UAG记录所有的交互动作。
　　■电子文档。
　　UAG对所有的修改操作进行跟踪和记录。它的版本控制系统遵循FDA 21 CFR第11部分相关规则，从而确保了验证过程的简洁明了。
　　收益
　　实际上，UAG不仅仅是一个软件产品，而更是一种解决控制问题的方法和管理控制项目的机制。换句话说：只要你按照这种方法去做，就一定能够解决遇到的各种问题；只要你按照这种机制去执行，就一定能够确保完成项目的质量，加快项目实施的速度。下面就从几个方面来阐述：
　　第一，ScoD是由具有行业经验的人员开发的，考虑了对象所有接受的信息和对它们的处理结果，最后进行了封装，所以有很好的可靠性和复用性，我们可以认为它们是“软件的集成电路”。而且，逻辑程序的变量和人机界面的变量实际为同一个变量的不同表达方式，而本质上是同一个变量，这样就保证了数据的一致性。故此，从最基本的单元上保证了程序的可靠性。
　　第二，UAG的物理模型（ISA88）能够正确地描述了整个工艺过程的系统结构，每个子过程的控制对象（物理设备），以及每个设备完成的动作（控制行为），而且用一种通用的“语言”来表述。所以，不同类型的工程师都可以理解，使得过程的设计、检查、修改、验证工作没有障碍，容易高效得以实现。
　　第三，UAG的拓扑模型能够把来自传感器和变送器的输入信号赋予到物理的输入模块上，把要送至执行器的输出信号赋予到物理的输出模块上，把需要进行处理和运算的控制功能赋予给不同的PLC，把要进行显示的动态画面赋予给不同的PC机，而且需要实现的PLC之间连锁互锁信号、PLC与PC和其他设备的数据交换，也可以通过拓扑模型（网络）把它们连在一起，完成了从纸面设计到物理实现的转变过程。

表：部分使用UAG 的客户名单

　　第四，GAMP功能实际上是通过UAG的验证过程来实现的。前面讲过，UAG的程序生成是一个渐进的过程，不是一下就生成100％的应用程序，而是逐步累加完成的。从GAMP图中可以看出：从设计开始到最终完成是要经过多次设计和验证的步骤。还记得我们前面介绍的生成过程吗？每做一个设计就要进行分析，出现问题就要修改，直到所有的故障被排除。所以说：整个过程的程序生成是由多个子过程的程序生成所构成的，而每个子过程的程序生成是经过了：设计→分析→修改→鉴定→生成，这样的过程而完成的。虽然看上去略显麻烦一些，但它可以保证每步的生成都是非常可靠的。这也就是为什么UAG程序可靠性高的原因。
　　UAG开发时的初衷是在项目的实施过程中，可以节省20%到35%的时间，这是指UAG的使用者，在新行业项目开发的情况，因为ScoD的编制要花费一些时间（每个行业有自己不同的对象），但在第二次再做这个行业的项目时，能节省50%以上的时间。在我们的实际使用过程中，统计数据告诉我们，最多可以节省70%到80%的工作量！甚为惊人。
　　实例
　　从UAG发布以来，已在很多国家的自动化项目中得到了应用，并且取得集成商和用户的积极评价，下表为部分的用户列表。
　　结论
　　下面列举一下使用UAG的好处：
　　■简单灵活：
　　- UAG结合了设计和生成工具，提了PLC 和HMI/SCADA 的高度集成。
　　- 配备了“单一数据库”，构成了混合分布式控制系统. 实现了所有的DCS的功能。
　　■节省费用：
　　－节省系统的整体费用。
　　－加快了产品投放市场的时间，加快了投资回报。
　　■提高质量：
　　－改善了软件的品质。
　　－增强了系统的可维护性。
　　－加快了项目的执行时间。
　　■增加性能：
　　－标准化设计和系统化执行。
　　－复用了用户的优秀实践。

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