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塑料工业迈向数字时代的关键
  浏览次数:10204  发布时间:2021年01月26日 14:17:50
[导读] EUROMAP在1964年建立,是欧洲塑料与橡胶机械协会,它的成员包括了全球范 围40%的产量,它有大约1000名从事在塑料与橡胶设备的生产相关企业会员。
 ∣文/贝加莱工业自动化(中国)有限公司
 
 
图1 ERUOMAP官方网站可以获得相关规范文档
图1  EUROMAP  官方网站可以获得相关规范文档


1 什么是EUROMAP?
EUROMAP在1964年建立,是欧洲塑料与橡胶机械协会,它的成员包括了全球范 围40%的产量,它有大约1000名从事在塑料与橡胶设备的生产相关企业会员。 

EUROMAP组织也同样为塑料工业提供设备互联互通的标准信息模型与接口,在 EUROMAP包含了大量针对塑料工业的连接标准: 
EUROMAP 67:注塑机与机械手连接 
EUROMAP 77:注塑机与集中式计算/MES间的连接 
EUROMAP 83:基本的EUROMAP OPC UA CS-通用类型的定义 
EUROMAP 82.1:注塑机和温度控制设备连接 
EUROMAP 79:注塑机与机器人
EUROMAP 84:挤出机和MES的连接 
EUROMAP 82.1X:注塑机与其它外围设备 
EUROMAP 85:吹瓶机与MES连接 
EUROMAP 90:能源 
以上均可在euromap.org网站获得,包括其它早期的版本文档。

2 EUROMAP实现从机器到工厂的信息交互规范

EUROMAP的标准由Euromap组织提供,图2中显示了在各个阶段注塑机与辅机如 
机械手的连接过程,早期,定义的EUROMAP67基于信号的物理连接,而EUROMAP 77则定义了通过OPC UA标准的注塑机与机械、上位MES之间的数据交互,包括基于管理壳 
的数据交互。 

图2最顶层即是指由注塑机、机器人、辅机与其它设备共同构成的智能工厂的架构,而这个与RAMI4.0架构中的管理壳(Administration Shell)相关,包括了业务层面的信息交互,当然,包括注塑机与辅机、注塑机与MES、工厂的协同,都可以通过OPC UA来实现统一规范与标准,因为在RAMI4.0架构中的管理壳通信也同样采纳OPC UA作为其标准。 

图2 EUROMAP的设计结构

其中,对于EUROMAP 83则是基本的通用类型的定义,它是属于OPC UA伴随规范的形式出现,它是较新的标准发布,这预示着EUROMAP在未来的整个信息模型中均采用OPC UA作为统一的规范。 
这里,我们仅对几个重要的规范简要描述: 
1. EUROMAP 77-注塑机与MES之间的数据交互 
Euromap 77是最早采用采用OPC UA标准的信息模型,图3是以OPC UA的信息模型 
架构对IMM-MES的接口类型进行定义的, 包括了诸多的信息对象:
● 机器信息 
● 机器配置 
● 机器-MES配置 
● 机器人状态 
● 功率单元 
● 注射单元,在注射单元下又包含了螺杆、温区等相关参数 
● 模具 
● 工作单 
● 生产数据集管理 
在EUROMAP 77中的各个对象类型中,图3仅为数据对象的类型结构,在具体的 
每个对象中的数据又包括了数据子集,定义了浏览名,如表1对注射单元循环参数 
的定义。
图3 Euromap 77的信息模型

表1中我们可以看到,注射单元相关的参数包括注射容量、液压压力、注射速度、注射容量、液压压力最大值、最小值、平均值、背压、注射时间、注射起始位置等大量相关的参数。 

表1 EUROMAP 77注射单元循环参数类型定义

当然这些参数中,在最后一列被标注为M的为强制提供的参数,而0则是可选的,这个由用户自行定义是否需要,机器制造商可以将其属性配置为可读即可。

2. EUROMAP 79-注塑机与机器人的交互
在EUROMAP 79中定义了注塑机与机器人如何进行交互,图4即是一个比较直观的表达来体现注塑机与机器人之间为了协同工作所需的信息。 
图4 EUROMAP 79定义了注塑机和机器人的对话规范与标准

在这个结构中,机器人厂商和注塑机厂商若均遵循ERUOMAP 79的规范,那么,机器人可以与注塑机实现最佳的协同工作,而这个配置将会变得非常简单。

3 OPC UA为边缘计算提供便利
边缘计算的兴起主要是为了解决工厂中处于云与机器之间的时间粒度较高,但又没有像机器同步控制的微秒级任务需求的“计算”,它与控制不同,控制解决周期性的信号调节任务,而计算则解决相关的任务调度、优化、策略性问题。 

诸如OEE、能源计量、本地的设备状态监测、包括基于状态的维护,以及在本地应用的品质如SPC统计过程分析,都可以将机器的不同数据汇集到产线一级的边缘计算单元来进行处理。 

OPC UA成为了实现这些数据协同的关键,对于塑料工业而言,OPC UA将使得原有EUROMAP的规范统一架构,并与非塑料的如其他包装、制药类设备整体集成为智能工厂的数据统一架构。 

在塑料工业,我们可以通过边缘计算架构来为End User提供数据呈现、汇集、分析的接口,包括以下功能设计:
(1)设计基于Web的数据呈现,可以任意的iPAD、iPhone、Andirod手机的访问; 
(2)提供能源监测管理 
(3)质量数据的归总,SPC数据汇集; 
(4)实时产线设备的OEE 
(5)订单排产计划 
(6)…… 
通过EUROMAP,塑料工业可以实现工业物联网的数据集成,便于后续与云端的应用连接,实现长周期数据的优化、智能分析等。


图5 贝加莱基于EUROMAP 构架塑料工业的边缘计算架构