1.1 設備ID命名的標準化

一個人在現實社會中都會有一個唯一的ID（Identity，身份標識號碼，也可理解為賬號、專屬號碼、序列號等），這個就是你的身份證號碼，它包含了一個人的出生地以及出生年月日等信息。跟這個類似，設備開發或者項目實施過程中也必須按照一定的規則命名設備，一般的原則也是按照區域地點的方式，來表達一個設備或者一個項目實際的位置定位。

圖1-1所示為ISA88定義的設備模塊分層的架構模型，從這個模型中可以看到整個架構是從公司逐步向下拆分，直至具體的某一個控制模塊。這就意味著，不管這個企業設備有多少，設備上的每一個零部件、每一個元器件都能獲取唯一的一個ID，就跟我們整個社會為每個人分配的唯一的身份ID一樣。

OMAC（The Organization for Machine Automation and Control，機械自動化和控制組織）是一個致力于開放式模塊化結構控制的非營利用戶組織，由許多大型國際公司自發組成，擁有約500名成員。西門子是OMAC的成員之一。

OMAC的包裝工作組集合了來自技術供應商、OEM、系統集成商和終端用戶的多方達成一致的討論，生成了PackML指南，作為一種方法來展示如何將ANSI/ISA-88.00.01的概念擴展到包裝機械中。

為了能滿足提供一致的標簽系統，OMAC將設備從上到下分為企業（Enterprise）→位置（Site）→區域（Area）→工藝單元（Process Cell）→部件（Unit或UN[1]）→設備單元（Equipment Module或EM）→控制單元/元器件（Control Module或CM）。

從企業到區域屬于公司層面的設備管理系統劃分，作為標準化而言，設備名稱的定義關注的是工藝單元及以下部分的設備。

除此之外，在標準化中設備的名稱還是后續電氣和控制工程師工作的基礎信息，電氣圖樣中的設備名稱和IO符號的名稱，都要基于該設備名稱來命名。

就如圖1-2所示一樣，框中的符號都是設備的外部IO，可以看到這些符號中都有設備名稱。在標準化程序中，程序框架和設備程序都是固定的，若符號能跟設備名稱關聯，然后在整個控制系統中定義好不同的元器件的名稱，那整個程序后續就可以利用XML文本編輯語言做成一個自動生成程序的工具；另外，若要復制一個這類設備的程序，那復制后的程序也只要修改這個設備名稱即可，而其他地方都是完全相同，這樣更加便利高效，且出錯的概率會大大降低。

在設備開發或項目實施過程中，我們按照對象的位置和功能來定義其名稱，即ID。這里稱之為對象，是因為這個名稱不單是一個設備或項目命名，而是整個設備或項目中所有相關元素的名稱命名。

在設備開發或者項目實施過程中，控制系統都可以在圖1-3所示的不同控制系統類型中找到與之匹配的控制體系。有的設備或項目只有一個PLC，有的設備或者項目則由多個PLC組成，所以，對于設備開發或者項目實施的設備名稱的命名是以每一個PLC為最高級別的，在此定義為一個控制區或工藝單元，對應的是ISA88中的Process Cell，一個控制區是一個系統（System）中的一部分，比如一個汽車生產線的某個工段的裝配線就是一個Process Cell。

Process Cell推薦用一個4位數的整數表示。若是一個集成項目，則可以從0001開始按照工藝布局依次定義。若是單體設備，則建議將0000～0999設為正在研發設備的代號，其他正式批量生產的設備代碼可以根據實際情況自行定義。若公司生產的設備種類繁多，則可以按照一個大類規劃數字段，比如1000～1999為一個大類產品，2000～2999為另一個大類產品等，同時也預留一些備用數據段，用于完全不同種類設備的開發。

以一個PLC作為一個工藝單元為例，那么一個工藝單元中就會由一個或多個部件（Unit）組成，一個Unit里面又可能包括一個或多個設備單元（EM），而一個EM里面也可能包括一個或多個元器件（CM），如圖1-4所示，若出現一個0001_01_01_71的ID，則代表著這是一個編號為71的元器件，它屬于工藝單元0001中第01個Unit中的第01個EM中的。

1.工藝單元（Process Cell）

前文提到，Process Cell是一個系統（System）中的一部分，它完成一個或多個系統功能，和其他Process Cell通過數據和實際設備接口，組成一個完整的多功能的系統（項目）。

一個Process Cell有它自己的運行模式，可以獨立于其他區域啟動和停止。這可以在本地完成，也可以從主機級別完成。

Process Cell可以啟停一個區域的設備（本地或從主機），僅檢測影響一個Process Cell的錯誤和故障，僅收集屬于一個Process Cell的設備和產品信息。

一個Process Cell將包含一個或多個Unit。

1）若是一個集成項目，項目中會由不同的PLC區域組成，所以Process Cell的名稱可以按照0001依次遞增的方式命名；

2）若是一個大型流水線，里面的設備按照功能由不同PLC控制，則Process Cell也可以按照0001依次遞增的方式命名；

3）大型集成項目中的每一個PLC或者一個單體設備的PLC，還可以按照功能+數字的方式命名，即前兩位用該功能的英文簡寫表示，后兩位用數字代表不同的迭代產品。比如一個打包機的Process Cell可以命名為：PK01，其中PK表示打包（Pack），01表示該設備的版本為01。

2.部件（Unit）

Unit可以是指在一個Process Cell中某一類設備單元（EM）的集合，比如一個分揀項目中的輸送線；也可以是指一個流水線中的完成一個功能的EM集合，比如包裝設備中的機械臂組件，它就是由橫移電動機、升降電動機以及一些輔助氣缸組成。所以，Unit作為一個獨立對象被看待，和其他EM或者其他Unit通過工藝接口，可以實現Process Cell中的一種功能，比如機械臂抓取功能。

一個Unit受控于其所在的Process Cell，即受Process Cell的啟停指令控制，也可以根據工藝需求設置獨立于其他Unit的啟動和停止控制按鈕。

當Unit是一個功能整體而非功能集合的時候，Unit僅檢測影響一個Unit的錯誤和故障，僅收集屬于一個Unit的設備和產品信息。

一個Unit將包含一個或多個EM。

Unit的ID由兩位數據組成，ID號依次由01開始順序遞增。

1）某一部分的設備由一個一個單個EM組成，它們共同完成了一部分功能，比如輸送功能，那這些所有的EM組成的一段（Section）應該分配成一個Unit的ID。

2）還有一些設備由于功能的需要，由多個Section組成，比如上面說到的機械臂系統，由行走和升降兩部分組成，此時跟機械臂有關聯的所有Section應為一個Unit的ID，此時Unit的ID建議由01開始順序遞增的奇數組成。

3.設備單元（EM）

EM是實現基本系統功能的最小機械/軟件系統構建塊，即這是執行一個完整工藝的最小部分。

EM由機械工程師按照標準化原則設計，在標準化程序中都會有一個與之相匹配的標準功能塊（Function Block，FB），因此，軟件的構建方式與機械分段的方式相同，就像機械系統的構建方式一樣。

EM僅檢測影響一個EM的錯誤和故障，僅收集屬于一個EM的設備和產品信息。

一個EM將包含至少一個CM。

EM的ID由兩位數據組成，ID號依次由01開始順序遞增；

1）若EM的Unit只是一些相同功能的EM的集合的話，那EM的ID應該是從01開始逐次遞增的奇數；

2）若EM的Unit是一個獨立功能的設備，因為該功能已經是標準的，所以里面的EM的數量是不會再變化的，那該Unit里面的EM的ID可以是由01開始順序遞增的自然數。

4.控制單元/元器件（CM）

CM是安裝在機械對象上的各種傳感器和執行器，它們是控制該機械部分所必需的。主要包括電動機（閥門）、光電器件、接近開關等為工藝而設計的電子元器件。CM是設備模型中最底層的單元，也是軟件模型中最底層的控制對象。

由于CM種類繁多，且有的CM是需要完成一些基礎功能的，所以CM的名稱最多由5位數字和英文字母組成，前面2位為數字，表示該種CM的功能代碼；后面最多由3位組成元器件名稱的簡寫，用于表示是什么元器件。

比如在物流系統中，有的光電器件只是用于設備的保護功能，但有的光電器件還需要濾波跟蹤功能，所以在物流系統中光電器件至少可以有兩種功能代碼。

表1-1就是常見的一些控制模塊的命名示范，可以用于標準化設備開發的借鑒。

每一個行業或公司均應該根據自身特點，建立類似的CM的ID分類表，做到設備所有的機械和元器件都能獲得一個唯一的標識；

上述所描述的設備的ID都是指機械以及依附于機械設備上的元器件的命名原則，只有CM部分需要根據行業做總結。而且CM的ID命名由兩部分（代碼+簡稱）組成，為的是滿足后續的CM種類和功能的更新和增減。