流程行业由仪表回路发展而来，通常具有模拟量监视及 PID 调节回路多、连锁逻辑相对较少、程序规模大、控制对象重复率高、可扩展性强及多人协作的特点。因此流程行业的编程一般具有如下需求：标准的控制对象模板，能够满足智能仪表的需求，模板生成实例时具有灵活的变型，程序具有高可用性以及高效的编程方式。

伴随着工业4.0的浪潮席卷而来，工程标准化和模块化是持续提高竞争力和实现更高规划质量的重要因素。然而不同的工艺步骤和程序、不同的设备以及生产过程中的灵活性加大了该任务实现的困难程度，基于上述需求的一种解决方案是使用控制模块类型（CMT）来创建自动化程序。CMT 将注意力集中在标准化和模块化上，减少对特定实例定制的需要。

1.2

CMT 简介

CMT 是以 CFC 为基础构建的典型过程控制模型，例如：模拟量监视、电动机控制、阀门控制、PID 调节控制等。其示意图如下图所示：

图 1 CMT 示意图

对于非连续生产过程，CMT 遵循 ANSI/ISA 88 标准（过程工业中使用的批量控制的参考模型及相关术语）。该标准定义了工厂生产的四个层级：

过程单元 - Process Cell，完成批生产所需的所有单元、设备模块和控制模块的集合。

单元 - Unit，由设备模块和控制模块构成，实现主要的批生产处理活动，如反应釜。

设备模块 – Equipment module，由控制模块组成，完成特定功能，如加热、搅拌、温度控制。

控制模块 – Control module，现场的单体控制设备，比如传感器、阀门、电动机等。对应本文要说的控制模块类型和控制模块。

ANSI/ISA 88 标准的工厂层级划分及与 PCS 7 的对应关系如下：

图 2 基于 ANSI/ISA 88 标准的工厂层级划分

连续生产过程也有与之对应的标准，即ISA-106。该标准定义了三种模型：物理模型、程序需求模型和程序实施模型。CMT 和 CM 被分配给程序实施模型。其基本架构与 ISA-88 相似，将自动化工厂分为如下四层结构：工厂（Plant）、单元（Unit）、成套设备（Equipment）、物理设备（Device）。

一个工厂可以划分为多个单元，每个单元由若干个完成某些特定活动的成套设备组成。每个成套设备是不同物理设备的集合。

CMT 和 CM 的应用，具有如下优势：

◾显著减少测试的工作量：基于控制模块类型的测试，无需逐个实例测试。

◾模板到实例的灵活变型：基于同一模板可以创建满足不同需求的实例。

◾更高效快捷的组态：从以前的复制黏贴到基于类型的实例化，而且可以通过Advanced ES、Plant Automation Accelerator、COMOS 进行批量数据交互实现高效组态。

◾PCS7 V9.1版本中集成的 Plant generator （需 IEA 授权），可以批量创建 CM 实例，配合工艺列表编辑器（Technological list editor）对导入数据进行信号、参数设置等。

◾改变更新：可以通过同步功能实现控制模块类型到控制模块实例的改变更新，同时控制模块实例中的特殊修改，在同步过程中不会丢失，保持控制模块实例的特性。