ICS 25.040.40 J 07
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T32854.4—2020
自动化系统与集成
制造系统先进控制与优化软件集成
第4部分：信息交互和使用
Automation systems and integration-Integration of advanced process contro
and optimization softwarefor manufacturing systems-
Part4:Information exchangeandusage
2020-12-14发布
2021-07-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T32854.4—2020
目 次
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
III V
缩略语信息交换服务信息模型 6.1 概述 6.2 APC-O事件类型的属性 6.3 APC-O变量类型的属性 7非APC-O系统接口 7.1 第2层数据和事件 7.2 第3层数据和事件 8系统间和系统内接口 8.1 APC-O系统数据和事件 8.2 APC-O模块定义参考文献
7
6
1 GB/T32854.4—2020
前言
GB/T32854《自动化系统与集成制造系统先进控制与优化软件集成》分为4个部分：
第1部分：总述、概念及术语；一第2部分：架构和功能；一第3部分：活动模型和工作流；一第4部分：信息交互和使用本部分为GB/T32854的第4部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国自动化系统与集成标准化技术委员会（SAC/TC159）归口。 本部分起草单位：浙江大学、北京机械工业自动化研究所有限公司、浙江中智达科技有限公司、浙江
大学宁波理工学院、深圳职业技术学院、中海石油宁波大榭石化有限公司
本部分主要起草人：苏宏业、黎晓东、李啸晨、邵寒山、张艳辉、谢磊、夏强斌、王海丹、孙洁香、贺胜如、 王一钦、马龙华、卢山、侯卫锋、王建新、王彦。
II GB/T 32854.4—2020
引言
先进控制与优化是制造系统的关键环节，是生产计划和调度指令的实际执行者，衔接制造运行管理
和底层基础控制。与常规控制相比，先进控制与优化系统集前馈、反馈与优化原理于一体，能在苛刻的装置多重药束下，使生产在最优约束的边界上可靠运行。通过实施先进控制与优化，可以改善过程动态控制的性能、减少过程变量的波动幅度，使之能更接近其优化目标值，从而实现生产装置的卡边控制，以便增强装置运行的稳定性和安全性，保证产品质量的均匀性，提高目标产品收率和增加装置处理量，以及降低运行成本和减少环境污染等。先进控制与优化软件需要供应商、开发商或咨询服务商根据实际工程进行设计、实施、调试和培训，需要统一的标准规范进行指导
GB/T32854给出了先进控制与优化软件集成的通用架构、关键功能，以及其交互方式，在
GB/T32854指导下设计、开发和实施的软件，具有通用性、开放性和可扩展性
V GB/T32854.4—2020
自动化系统与集成
制造系统先进控制与优化软件集成
第4部分：信息交互和使用
1范围
GB/T32854的本部分规定了制造系统先进控制与优化软件集成的信息交互和使用的信息交换服务、信息模型、非APC-O系统接口与系统间和系统内接口要求，
本部分适用于先进控制与优化软件的开发组织（软件开发商）、先进控制与优化软件的应用组织（工
程解决方案供应商、过程生产部门、企业信息部门）、独立的软件测试机构、先进控制与优化软件实施及咨询服务机构以及软件行业协会、各地区信息产业主管部门等
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T20720.1一2019企业控制系统集成第1部分：模型和术语 GB/T34044.1—2019自动化系统与集成 制造运行管理的关键性能指标第1部分：总述、概
念和术语
术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
先进控制与优化 advanced process control and optimization 先进控制策略与优化策略的集合。
3.2
终端控制单元 terminal control unit 控制系统中最基础的控制回路或者单元。
3.3
被控变量 controlled variable 控制过程中，依赖于其他变量变化而变化的变量。 注：控制器的调节目标是将被控变量稳定跟踪设定值。
3.4
操纵变量 manipulated variable 控制过程中，根据需要调节的变量，其不依赖于其他变量调节，而是作为控制器的调节手段用于控
制被控变量达到期望设定值。 3.5
性能评估 performance evaluation 在先进控制与优化系统中，利用专用的评估方法，针对控制器、优化器或者装置生产运行情况的评
估，协助使用者了解系统的运行状态，
1 GB/T32854.4—2020
4缩略语
下列缩略语适用于本文件。 APC-O：先进控制与优化（AdvancedProcessControlandOptimization) PID：比例-积分-微分控制器（Proportional-Integral-Derivativecontroller)
信息交换服务
5
GB/T20720.1一2019中定义的制造业功能层次第2层和第3层中有活动与APC-O存在信息交
换。定义APC-O系统应支持的系统外接口有：
a） 第2层
1) 全局资源定位器，以确定非APC-O资源的可用性和功能。包括：
PID回路；终端控制单元；仪器仪表；
报警和事件信号。 2）非APC-O数据的信息交换。包括：
PID回路参数；终端控制单元设置；一过程测量值；通用控制系统标签值；报警和事件信号。
b）第3层
1）全局资源定位器，以确定非APC-O资源的可用性和功能。包括：
产品规格；配置文件；历史过程数据；实验结果；产品订单。
一
2） 非APC-O数据的信息交换。包括：
产品规格；配置文件；历史过程数据；实验结果；制造成本。
6 信息模型
6.1概述
APC-O系统集成接口的通用信息模型如图1所示。APC-O系统通常由一个或多个APC-O模块组成，如先进控制模块、软测量模块、优化模块和性能评估模块。APC-O模块应根据名称和类型进行命名，并可能包含不同供应商定义的特定属性，
2 GB/T32854.4—2020
变量集由不同类型的变量构成，其中先进控制模块的变量集包括：被控变量、操纵变量和扰动变量三种类型；软测量模块和性能评估模块的变量集包括：输人变量和输出变量两种类型；优化模块的变量集包括：独立变量、非独立变量和状态变量三种类型。性能评估模块的关键性能指标集包括：先进控制关键性能指标集、软测量关键性能指标集和优化关键性能指标集。这些关键性能指标按照GB/T34044.1一2019 中的规定进行定义。
先进控制与优化系统
4 先进控制与优化模块 A
名称类型
先进控制模块
变量集先进控制定义类型
被控变量
软测量模块
供应商特定属性变量集事件集
操纵变量
变量集实验/分析数值实验/分析时间标识软测量定义类型变量集优化定义类型
扰动变量
输入变量输出变量
优化模块
非独立变量独立变量状态变量输入变量输出变量
性能评估模块
变量集关键性能指标集
先进控制关键性能指标集 软测量关键性能指标集
优化关键性能指标集
图1APC-O系统的通用信息模型
6.2APC-0事件类型的属性
APC-O模块的事件集，即该模块监控或产生的事件集合。事件不仅与模块的类型有关，而且也与
应用该模块的制造过程类型有关。因此特定事件及其定义应由APC-O系统的服务接口给出。
APC-O事件类型的信息模型如图2所示。APC-O事件类型属性，主要包括：
来源：产生该事件的对象；时间：事件发生的时间；
3 GB/T32854.4—2020
类型：事件的类型：事件种类：给定的事件分组，例如过程事件或系统事件；严重程度：事件的紧急程度；供应商特定属性：APC-O产品定义的特定属性：定义了APC-O事件类型的一种子类型：条件事件，用于表示某些条件的变化，例如过程测量的报警状态，或系统通信线路的状态。条件事件包括以下属性： ·新状态：新的条件状态； ·条件名称：条件的名称：定义了APC-O事件类型的另一种子类型：跟踪事件，用于初始化产品等级的转变或录人新的实验测量结果等。
先进控制与优化事件类型
米源
时间
跟踪事件
条件事件
A
类型
事件种类
严重程度
供应商特定属性
条件名称
新状态
图2APC-O事件类型的信息模型
3APC-O变量类型的属性
6.3
APC-O变量类型是APC-O中用于定义所有变量共同属性的目标类型。APC-O变量类型的信息模型如图3所示，描述了APC-O变量类型的属性。
变量数值集包括：
过程值：从原始资料中读取的当前过程值；质量：过程值的数据质量；时间标识：与过程相关的时间和日期。
变量属性集包括：
名称：变量的描述性名称；变量标识：用于唯一确定一个变量的标识，格式由供应商特定；数据类型：过程值的数据类型，如REAL，INT，BOOL等；原始资料：数据的外部参考资料；工程单元：定义数值的测量单位；变量活动：用于标志APC-O变量状态变化的事件；供应商特定属性：APC-O产品提供的额外属性；特定行为类型：APC-O变量的子类型，用于表示其他特殊行为，包括：扰动变量、被控变量、操纵变量、非独立变量和独立变量。
4