PackML 学习笔记

   PackML 的官网 上如此描述PackML---

        PackML是由OMAC开发并由ISA采用的自动化标准TR88.00.02,可以更轻松地传输和检索一致的机器数据。PackML的主要目标是鼓励整个工厂车间的通用“外观和感觉”,并支持和鼓励行业创新。

优点

    这里的重点是通用“外观和感觉”!它针对不同工业设备的操作,提出了一致性的操作方法。符合PackML 标准的设备具有类似的操作界面,操作方法。它带来了许多的优点。

对于最终用户
适用于所有类型的加工和包装机的行业标准,可实现:

  • 更强大、更可靠的软件
  • 更易于故障排除,缩短平均修复时间
  • 更快的启动速度
  • 操作一致性
  • 可重复使用的培训
  • 用于跟踪和管理机器性能的一致工具
  • 有效利用有限的工程资源
  • 降低成本

对于原始设备制造商

  • 更快的开发时间
  • 在机器之间更好地重新应用软件
  • 更短的调试时间和更强大的编程
  • 独立于控制平台
  • 更少的最终用户自定义软件请求
  • 减少对OEM和最终用户的培训
  • 允许更加关注创新和机器能力
  • 仍然允许维护知识产权
  • 很棒的客户卖点!

 在笔者看来主要是两点:

用户学习和培训更方便

        各个厂商和设备的操作界面是相同的,操作人员能基于使用PackML 的常识就能够操作各种PackML 的设备。这是十分重要的,我们日常生活中的各种遥控器 都没有实现这一点。

更短的开发时间

        标准化是代码重用和自动生成的基础,符合PAckML 的设备的操作程序和HMI 界面能够实现自动化生成,结合OpcUA 协议,数据标签,协议想必也能够自动化生成,或者使用公共的界面操作。

        PackML 早期是为包装行业设计的,在包装行业获得广泛的认可和应用,  现在已经拓展到了机械装备的集成系统。并且被接收成为为美国国家标准ANSI/ISA-88.00.01。

主要的自动化控制厂商都提供了PackML 的功能块库。

PackML 的三要素(状态,模式和标签)

        PackML 的观点下,一台制造设备具有不同的模式(modes)(比如生产,手动)和状态(states)(比如 执行和停机)。

   除此以外,PackML 还定义了标签(pack Tag)它是一种标准化的变量结构。用于设备之间的交互以及设备与高层HMI,MES和企业系统的交互。

状态

PackML 预定了17个状态。它记录机器的运作状况,下面是状态图

 PackML 学习笔记_第1张图片

 状态图反映了不同机器的操作体验,提出了一种统一的操作方式,状态图也是HMI 操作的基础。

例如下面是一个基于PackML 的HMI 界面。

PackML 学习笔记_第2张图片

模式

PackML 同时定义了一组模式,它表示了机器不同的操作模式。它们包括:

生产

维护

手动

        机器模式的切换将会改变过程的执行,比如在手动模式下的某些功能不一定能够在生产模式下执行。生产模式下是全状态的,而维护,手动方式下某些状态是不起作用的。

PackML 学习笔记_第3张图片

标签

标签包括:

  • 命令标签(Command tags)
  • 用于机器的机器的控制和参数化
  • 状态标签(Status tags)
  • 提供设备的状态
  • 管理标签(Administration tags)
  • 提供机器的效率(OEE)和机器诊断

PackML 功能块库

        为了能够实现PackML 的交互,PLC设备中提供了一组PackML 相关的功能块。不同的厂商提供的PackML 功能块库不尽相同。西门子公司的PackML 库的功能块包括

PackML 学习笔记_第4张图片

 举例

FB LPMLV30_UnitModeStateManager‘

这是主要的功能库,负责状态和格式的切换。

PackML 学习笔记_第5张图片

PackM L与 OPCUA

         OPC Foundation 制定了一个PackML 配套规范《OPC 30050: PackML - Packaging Control》

PackML 的应用场景是其它应用软件通过OPCUA 协议远程操作PackML 的机器,例如基于web的HMI,云端控制等等。

        在PackML 配套规范中。包装了PackML的各种状态,状态机,而命令tags 被包装成为Method。在系统中,由于所有机器都可以通过OPC UA使用标准PackML标签,因此配置其他下游机器以正确处理故障,警报,启动,停止和其他过程状态要简单得多。HMI也可以更容易地从所有机器使用的标准状态机和标签构建。

当然这个配套规范读起来还是蛮复杂的。要实现它有一定的工作量。

PackML 与 AAS

     PLCopen正在编写一份文档,显示I4.0资产管理壳技术的PackML子模型示例。建议的 PackML 子模型可以被视为机器行为语义模型。

PackML 学习笔记_第6张图片

 

数字时代生产机器的一个重要新概念被定义为AAS,资产管理壳。未来,每个资产、机器或高价值部件都需要配备AAS,以“为I.4.0做好准备”。对于机器,从云中看到的AAS应该是主登录页面或资源目录,列出机器可以提供的所有服务以及所有相关的资产信息。在这种情况下,需要将传统但可靠的自动化实践纳入AAS。

    经过验证的生产自动化信息模型可以作为子模型提出。其中一个模型是 PackML,它定义了机器操作、统一的操作员人机接口,并提供预定义的整体设备效率 KPI。

可以将 PackML 子模型作为命令行管理程序的一部分作为机器行为语义模型提出。作为这样一个子模型的提案,PLCopen正在编写一份文件,旨在激励不同的利益相关者考虑这样的努力。AAS等新概念与自动化信息模型相结合,通过提供充足的着陆桥,可以帮助IT和OT结合在一起,

结束语

        在一篇博文中无法介绍packML 的全部内容,packML 给我们最大的启示是,它将不同机器的操作行为加以抽象,构建一个共同的单一方式。正是因为单一,才使代码和界面的复用和自动生成成为了可能。

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