李海涛

(山东新华医疗器械股份有限公司，山东淄博255086)

0 引言

2010年新版GMP实施后，市场加速淘汰了落后的中小企业，为上市公司、龙头企业提供了并购和扩张的机会，促进了行业集中度的提高。同时也催生出了一批大型和超大型的制药企业，这些企业为了提高产品质量以及产品在国内和国际上的竞争力，在经过了3～5年的高速发展期，开始向国际先进水平靠拢，淘汰掉旧的效率低下的需要大量人工操作的机器，转而购买自动化程度更高、维修率更低的设备。

在激烈的市场竞争环境中，采用计算机信息技术来提升产品创新、成本控制、市场营销、人力资源水平已是企业当前及未来发展的必然趋势。最终，一切都指向了信息化技术，在当今社会，信息化技术程度的高低直接决定了企业产品质量、管理水平和综合实力的高低。

在这种情况下，山东新华医疗器械股份有限公司及时把握市场走向，经过一系列的市场调研和技术调研，及时推出了制药行业专用的基于OPC协议的信息采集和监控系统SV_SCADA。

1 系统架构

SV_SCADA的系统架构主要包括以下传统的3个层次，如图1所示。

图1 SV_SCADA的系统架构

(1)现场层：该层的生产设备主要由各种类型的现场设备组成。每种设备采用不同的控制系统进行生产控制、实时数据采集和数据传送。现场层的数据采集接口包含控制器接口和人机界面接口。设备的控制器除完成控制任务外，还从现场的I/O模块(卡)采集数据，并记录在控制器的数据块中。因控制系统提供的数据采集接口软硬件异构且采集到的数据从内容到存储格式都有很大差别，所以采取每种设备分别上传数据至车间层监控机的方式。

(2)监控层：车间监控层由多台PC组成。车间监控层的功能有：提供车间级集中监控界面；采集现场层的数据，存入本地数据库；为上一级监控系统提供数据接口。对现场的数据采集主要是通过OPC来获取。

(3)管理层：管理层对存储在数据服务器上的数据进行各种汇总分析，生成各部门所需要的趋势和报表等，并对企业的管理决策做出数据支持。

2 系统核心组件

SV_SCADA系统主要包含以下可选的核心组件，这些组件的功能包含了企业的大多数需求：SV_View Studio：核心组态软件；SV_View Server：数据监控HMI服务器；SV_View Client：数据监控客户端；SV_Historian：实时历史数据库；SV_DataLink：报表和趋势可视化的EXCEL插件；SV_Vantagepoint：报表和趋势开发软件包；SV_Viewpoint：IE浏览客户端；SV_AssetCenter：数据监控资产管理；SV_Metrics：数据监控停机分析；SV_Energy Metrics：数据监控能源管理；SV_Batch Management：数据监控批次管理。

3 系统功能

SV_SCADA系统的功能主要有：

(1)数据采集：物理介质采用工业以太网，通过OPC协议获取实时数据。

(2)数据处理：数据处理的主要数据类型有：数字量、模拟量、脉冲技术值和计算量。

(3)控制和调节：通过和自动化控制系统的链接，在授权模式下可对相应的设备进行控制，实现数字量直接控制以及PID调节等。

(4)报警处理：报警是对测量值的范围、变化速度的预警，报警包括限值报警、变化率报警、偏差报警、异常报警等。更复杂的报警可以通过对测量值进行数学运算，然后对运算结果进行报警检查而产生。发生报警后，操作员可以通过报警画面对报警进行确认。报警信息、报警确认信息、报警消除等信息都可以被系统自动记录下来，报警按照重要程度可分为多个优先级别。

(5)网络通讯功能：提供非透明的网络通讯机制，可以构建上位机的分布式监控处理功能。

(6)系统时钟同步：系统可由GPS全球定位时钟提供标准时间，同时向系统发送对时命令。

(7)人机界面功能：实现画面显示、画面操作、画面的管理。

(8)组态功能：画面组态、数据库组态、分布式控制组态、报表组态、通讯组态等。

(9)安全管理：系统定义每个用户的操作权限，系统对用户的重要操作均可生成记录，同时具备完善的安全管理策略。

(10)历史数据和报表处理：对实时数据进行历史存储。通过对历史数据的分析、计算生成可视化的趋势和报表等，从而达到提高生产效率的效果。

(11)分布式系统控制：本系统通过C/S架构实现系统的分布式控制。

4 项目实施案例

2012年5月在青岛华仁药业新建软袋输液车间实施了SCADA项目，主要采集和监控制水、配制、灌装、灭菌、包装等工序的数据，并为MES生产过程管理系统提供必需的实时数据，目前项目已经通过验收。

2012年出口沙特PSI的设备中包含一套SCADA数据采集与监控系统，主要采集和监控上袋机、下袋机、物流线、灭菌柜、干燥机、装箱机和码垛自动轨的实时位置数据和报警数据，目前项目已通过国内的工厂验收。

5 结语

人类正在由工业化时代进入到信息化时代，进入21世纪后，信息已经成为第一生产要素，同时将构成信息化社会的重要技术物质基础。

新的经济时代已经到来，企业要适应新时代的发展，应当及时调整企业经营战略，从管理的规范化到管理的数字化，最终实现管理的智能化。SCADA和MES是企业实现管理数字化的必经阶段，是企业发展战略的重要部分。虽然现阶段在各个企业推行SCADA和MES的时机尚不成熟，但是先发者制人，企业的战略决策的先进性与前瞻性将决定企业的效益和存亡。

当然，企业的信息化战略也要视企业实际情况而定，而不能不具备条件强行硬上，将相互关系并不紧密的子系统强行集成，为了信息化而信息化，把复杂问题简单化，这样的话只会得不偿失。