混合工厂中的生产单元的混合操作制造技术

本发明专利技术提供了一种将模块集成到混合模块化工厂中的方法，该混合模块化工厂包括离散制造部分和连续制造部分。该方法包括将离散部分集成到连续部分中，包括构造(401；501)至少一个模块定义文件(400，500)以及将模块定义文件(400，500)导入(402；502)连续部分的编排层(108)中，至少一个模块定义文件(400，500)将离散部分的一个或多个离散部分单元(202)映射到连续部分模块(102)。备选地，该方法包括将连续部分集成到离散部分中，包括构造一个或多个接口(610)，一个或多个接口(610)将每个连续部分模块(102)表示为一个或多个相应的离散部分单元(202)。元(202)。元(202)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合工厂中的生产单元的混合操作


[0001]本专利技术涉及将模块集成到模块化工厂中，诸如混合模块化工厂。

技术介绍

[0002]在过程工业中，模块化类型包装(MTP)是一种既定的标准，用于描述模块功能性并且调节模块与编排系统之间的通信。在离散制造中，包装机器语言(PackML)是常用于监测和编排生产模块和生产线的一种标准。在混合装置内，组合了过程和离散制造的元素，例如在食品和饮料或电池单元生产中，这两种标准(PackML、MTP)可以被用于描述和操作单元/机器。这些标准有不同的集成和操作方式。

技术实现思路

[0003]需要促进将模块集成到包括离散制造和过程工业部分的混合模块化工厂中。该需要由独立权利要求的主题满足。可选特征由从属权利要求陈述。
[0004]本公开提供了一种用于在若干模块标准之间进行接口连接的通用方法。本公开实现了编排层(例如MTP过程编排层或POL)与由各种(不兼容的)标准描述的模块之间的透明接口，从而有助于访问混合自动化，并且允许用户在绿地工厂中混合模块，以及将现有模块连接至POL。换言之，本公开使得混合模块化工厂(即，涉及以不同标准描述的模块的工厂)能够从一个通用编排层混合操作。这些标准的示例是MTP和PackML。然而，要理解的是，本公开不被限于这些标准。提出了一种模块的概念描述的自动或半自动映射以及构建在编排层中的运行时转化，以实现标准之间的互操作性。由于标准都依赖于诸如OPC UA等公共通信协议作为通信和信息交换骨干，因此本公开允许以相对较低的成本启用POL内的PackML接口。
[0005]本专利技术可以包括孤立或组合的一个或多个方面、示例或特征，无论是否组合或孤立地具体公开。
[0006]参照下文描述的实施例，本专利技术的其他方面、示例和特征将变得显而易见并且得以阐明。
附图说明
[0007]详细描述现在将参照附图仅通过示例给出，其中：
[0008]图1图示了根据MTP标准的模块化工厂的结构；
[0009]图2图示了模块化工厂的物理模型以及根据PackML的配方管理；
[0010]图3图示了在PackML中形成生产线的单元互连；
[0011]图4图示了将单个PackML机器集成到MTP过程编排层中的方法；
[0012]图5图示了可以被执行以将多个互连的PackML机器导入MTP过程编排层中的方法步骤；
[0013]图6和图7图示了通过经由PackML接口表示MTP模块来将MTP模块集成到PackML中
的方法；以及
[0014]图8图示了可以根据本文公开的系统和方法使用的计算设备。
具体实施方式
[0015]图1图示了根据MTP标准的模块化工厂100的结构。在过程自动化的上下文中，模块化工厂100包括不同的模块102(MTP中的模块也被称为过程设备总成
‑
PEA)，从而封装组件104(诸如同样由过程控制器和仪器组成的设备和装置)。每个模块102具有内置的控制器106，该控制器106负责使由模块102提供的功能自动化以及故障处置和其他自动化任务。每个模块102实现至少一个过程功能，该过程功能被封装并且作为服务提供。所有模块102都具有到其他模块102的过程连接以及到过程编排层(POL)108的信息连接。PEA 102与POL 108之间的通信是使用OPC UA通信协议(OPC统一架构，由OPC基金会调节的用于工业自动化的机器对机器通信协议)来实现的。模块化生产工厂区域内的关键元素是模块自动化系统110与POL 108之间的自动化系统接口的标准化。这已经被允许将模块102集成到POL 108中的模块类型包装(MTP)、模块描述或定义文件标准化。MTP文件通常描述模块102的人机界面(HMI)，其结构类似于管道和仪表图(P&ID)102，描述了模块服务，并且提供内置设备的列表。MTP是独立于供应商的描述，它以AutomationML(AML)格式定义到模块102的接口。因此，它可以被用于将模块102集成到POL 108中，而与用于模块102的控制器106的供应商和类型无关。
[0016]图2图示了模块化工厂的物理模型以及根据PackML的配方管理。包装机器语言(PackML)是一种用于控制包装机的工业自动化标准，由机器自动化与控制组织(OMAC)与国际自动化协会(ISA)协作开发。PackML提出了一种标准的程序架构和编程方法，旨在为操作员和技术人员提供一致的包装机外观和处置。该标准的三个主要元素是状态机模型、用于一致术语的标注(PackTag)和模块化程序架构Make2Pack。状态机模型几乎可以在任何工业机器中采用，因为状态和过渡并不是包装机独有的。使用PackML的模块化机器代码与ISA 88/IEC 61512物理模型的3个较低级别相匹配：单元202、设备模块(EM)204和控制模块(CM)206，如图2所示。PackML单元202也可以被称为机器。模块间和行到模块的通信的推荐方式是使用OPC UA。配方是唯一定义具体产品的生产要求的必要信息集。配方与设备之间的关系如图2所示。具体地，控制配方描述了为了生产一种具体产品而需要在单元202中设置的参数。一个示例可以是堆垛机单元202，它接收生产订单的三个过程相关参数：打包图案、层数和层间插页。
[0017]在MTP内，POL 108被要求例如通过执行过程配方来协调模块化工厂100中使用的模块102。在PackML中，操作主要基于单元间通信。因此，PackML不需要POL，但可以通过简单地连接生产线210中的单元202来实施，例如如图3所示。事实证明，在混合工厂中调和这两个相反的操作概念对该工业来说是一个挑战。
[0018]本文描述了通过实施PackML到MTP映射(例如通过提供PackML包装机到用于工程和运行时编排的运行时包裹的MTP包装的映射)或者通过实施MTP到PackML映射(例如通过创建用于PackML单元的MTP兼容包裹器)来将模块集成到混合模块化工厂(包括离散制造部分和连续制造部分)中的方法。这种包裹使得能够分别经由PackML接口对MTP POL 108中的PackML模块202和基于PackML的生产线210进行透明的工程、监测和编排，或者对MTP模块
102进行监测和控制。在连续部分中运行的控制序列或配方可以被配置为执行离散部分的服务，和/或在离散部分中运行的控制序列或配方可以被配置为执行连续部分的服务。
[0019]根据第一示例，PackML到MTP的映射被实施，用于将混合模块化工厂的离散部分(包括使用PackML互连的那些单元202)集成到模块化工厂(包括MTP模块102)的连续部分的POL 108中。因此，描述的以下部分集中于用于包裹PackML以在基于MTP的POL 108中使用的PackML到MTP的方法。第一示例或PackML到MTP映射的变型包括将单个PackML单元202作为单独的MTP模块102一个接一个地映射到MTP POL 108中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种将模块集成到混合模块化工厂中的方法，所述混合模块化工厂包括离散制造部分和连续制造部分，所述方法包括：将所述离散部分集成到所述连续部分中，包括构造(401；501)至少一个模块定义文件(400，500)以及将所述模块定义文件(400，500)导入(402；502)所述连续部分的编排层(108)中，所述至少一个模块定义文件(400，500)将所述离散部分的一个或多个离散部分单元(202)映射到连续部分模块(102)；或者将所述连续部分集成到所述离散部分中，包括构造一个或多个接口(610)，所述一个或多个接口(610)将每个连续部分模块(102)表示为一个或多个相应的离散部分单元(202)；其中所述离散部分和所述连续部分使用公共通信协议。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述离散部分集成到所述连续部分中包括：将所述连续部分单元(202)单独集成到所述编排层(108)中作为相应的连续部分模块(102)。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：(i)配置在所述连续部分中运行的控制序列或配方，以执行所述离散部分的服务，(ii)配置在所述离散部分中运行的控制序列或配方，以执行所述连续部分的服务，或者(i)和(ii)两者。4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述离散部分集成到所述连续部分中包括：将所述离散部分的生产线(210)作为单个连续部分模块(102)集成在所述混合模块化工厂的所述连续部分内。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：使用与所述离散部分的所述生产线(210)有关的拓扑信息(510)来将所述生产线(210)的操作状态定义为连续部分模块状态。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中构造(401；501)所述至少一个模块定义文件(400，500)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯滕，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：