关于标准在包装中的作用的讨论有时看起来像是字母汤和数独游戏的交叉，一种数字放置谜题，其中IEC 61131, ISA-88, PackML和ISA-95是最常被提及的。尽管这些标准看起来很复杂，但它们的潜在影响既简单又深远。行业支持者表示，在最基本的层面上，开放包装行业标准的广泛采用将导致更高层次的集成，改善对客户需求的响应能力，并降低成本。
根据罗克韦尔自动化公司全球OEM团队业务主管Mike Wagner的说法，这是从词汇开始的。他把制造业比作图书出版。不同的书会有不同的目录、索引、章节标题等等。但那些从事图书出版的人知道什么是索引或目录，以及它们应该如何构建。出版商不需要从零开始发明这些东西。
Wagner表示:“类似的格式规则适用于制造供应商、原始设备制造商和最终用户。“例如，ISA-88标准遵循‘状态模型’，这是一种制造标准，使用一组定义好的术语和定义来描述被控制的过程。原始设备制造商没有被告知要选择什么词，但状态模型定义了词汇表，以便原始设备制造商使用相同的语言并适当地使用这些术语。这创建了一个可预测的、可重用的模型，有助于确保一致性。”
问题是，对于这些更复杂的机器来说，阶梯逻辑是一种耗时且性能不佳的工具。
ISA-88是仪器仪表、系统和自动化学会(ISA)的心血结晶。通过建立描述机器操作基本状态的标准模式(因此称为“状态模型”)，该标准促进了批处理部门机器之间(包括来自不同供应商的机器)的自动化数据传输。最近，随着packml -包装机械语言的开发，状态模型得到了增强。PackML由开放模块化体系结构控制用户组(Open Modular Architecture Controls Users ' Group，简称OMAC)创建(现在隶属于ISA)，它使状态模型适应包装机械的具体情况，添加新的数据定义或包装标签，以描述所有包装机械所经历的基本状态。重要的是，其一致的数据格式也使得与制造执行系统(MES)的集成更容易。
在状态模型概念上加上一个名字最古怪的标准——iec 61131——效率就真的开始增加了。
伊利诺伊州肖姆堡(Shaumburg) Elau Inc.公司的高级技术传声器汤姆·詹森(Tom Jensen)说，随着包装机的性能越来越强、越来越复杂。“机器程序变得非常大，以表达新发现的机器复杂性。”问题是，几十年来一直用于编程可编程逻辑控制器(plc)的阶梯逻辑对于这些更复杂的机器来说是一种耗时且性能不佳的工具。而且，因为阶梯逻辑程序是顺序的，每段代码都依赖于前一段，所以修改程序是很困难的。
“人们普遍意识到，其他语言可能有助于描述这些更复杂的‘第二代’机器。行业中有许多可用的语言，但它们都存在以下两种情况之一。市场上通常提供的语言要么基于文本，要么基于图形。基于文本的语言通常能够用更少的代码描述复杂的对象，但不够直观。这意味着程序员实际上可以编写良好的机器代码，并描述机器应该如何运行，但没有受过编程教育的人无法在这台机器上工作。其次是图形语言。它们很直观，但缺乏深度。”
语言的力量
这就是IEC 61131的用武之地。它于1992年由PLCopen标准组织在欧洲开发，并由国际电工委员会颁布，多年来逐渐被接受。它定义了一套编程语言;梯形图(ladder Diagram)和功能框图(Function Block Diagram)都是图形语言，而结构化文本(Structured Text)和指令列表(Instruction List)是文本语言。该标准还包括用于“模块化”编程的高级“组织原则”，称为顺序函数图。包含特定任务子例程的软件对象可以作为标准化模块编写、测试和重用。重要的是，该标准还提供了一种语言在另一种语言中的嵌套。
Jensen举例说明了标准的力量。“让我们从为伺服电机编写一段模块化代码开始，”他说。“一旦我们在函数块中对伺服进行建模并将其存储在库中，我们就可以将其放入需要伺服的任何其他代码模块中。在这一点上，我们需要决定哪种语言是最好的，显然的选择是61131-3语言结构化文本，因为需要数学要求以及所需的复杂排序。
“任何一种标准语言都可以，”Jensen继续说道，“但我们的目标是减少代码。我们将为我们正在编写的函数块定义一些输入和输出变量，并开始。尽管我们可能已经为刚刚创建的函数块使用了不同的语言，但我们可以用任何我们想要的语言将它们调用到下一层。这意味着我们用结构化文本制作的伺服对象可以显示为梯形图，创建大多数技术人员都能接受的机器图形表示。”
Jensen表示，通过使用IEC 61131语言和ISA-88/PackML状态模型，您可以“为机器制造商节省70%至80%的工程时间，增强oem和规格商之间的工程协作，并通过可重用性、一致性、可维护性、机械模块化和执行速度不断降低用户的总拥有成本。”此外，Jensen指出，在规范的环境中，验证节省了40%。
问题是，对于这些更复杂的机器来说，阶梯逻辑是一种耗时且性能不佳的工具。
促进模块化的标准已经出现，以应对包装机设计的日益复杂，并反过来促进这种复杂。德国Neunkirchen的包装机械制造商Hamba Filtec的新型Flexline就是一个例子。Flexline是去年在欧洲推出的塑料瓶、杯、桶灌装封口机。和其他所谓的“第三代”机器一样，它依靠伺服电机来实现更高的吞吐量和更快的转换，而不是由带有机械连杆的中心轴驱动的机器。
Hamba开发经理Uwe Gerasch指出:“要控制这种灵活的机器，需要多达34个伺服电机，高端自动化解决方案是必不可少的。”“我们只是在……的帮助下实现了一个完全模块化的控制软件结构。编程模板和软件库。”该控制系统可运行多达1,000个分布式数字输入/输出(I/ o)，采用可编程自动化控制器(PAC)，将运动和逻辑控制集成在同一个符合IEC 61131-3的程序中。
包装机械制造商道格拉斯机器，亚历山大，明尼苏达州。，也受益于软件模块化。根据Douglas Machine电气工程经理Joe Faust的说法，公司可以通过使用插入状态模型的经过测试的、可重用的、符合IEC 61131标准的软件模块库来降低工程成本并提高一致的质量。Faust报告说，对于Douglas Machine，编程时间至少减少了50%(从20到25天减少到10天)，程序测试减少了大约80%(从15到20天减少到3到4天)。节省的潜力显然来自于更好的软件工程，因为机器测试组件在15到20天内不受影响。
更短的程序开发时间和标准化的程序结构也帮助道格拉斯机器增加了机器功能。然而，Faust指出，在向IEC 61131/状态模型模块化转变的过程中存在前期成本。首先必须创建编码的最佳实践、模板和软件对象，以节省大量时间。他说，为公司第一台模块化机器开发软件花了100天，除了正常的机器测试外，还有30天的软件测试。
推进模型
Douglas Machine致力于模块化;事实上，它通过OMAC包装工作组参与了PackAL的开发。PackAL是一个基于PackML状态模型和IEC 61131模块化的应用程序库，包含打包应用程序中常用的软件元素。它由23个函数组成。13个函数是机器函数，比如wind/unwind、dancer控制、注册和索引。九个通信函数用于水平线通信，一个函数用于PackML机器状态模型。
佐治亚州诺克罗斯垂直市场营销经理Bill Henderson表示:“PackAL的1.0版本于今年3月29日发布，供应商开始实施它。美国自动化供应商西门子能源与自动化公司，OMAC包装工作组执行董事会成员。
“对于机器制造商和终端用户来说，好处都是巨大的，”Gerd Hoppe说，他是自动化供应商倍福自动化有限责任公司的首席技术官，总部位于德国维尔，监督PackAL开发的技术委员会主席。“机器通信和常用功能的组织有助于跨控制平台和不同供应商机器之间的无缝机器编程。这对机器制造商和最终用户都有很大的好处。他们从不必要的编程工作中解放出来，可以将更多宝贵的时间用于特定于流程的解决方案。”
“有了标准编程，公司就不必为各种机器重新培训员工，这有助于降低整体业务成本。”
不难看出这些不同的标准是如何结合在一起的。“融合”是标准社区中一些人使用的术语，用于描述不同标准开始像拼图游戏一样组合在一起的方式，其预期的图景是对原始设备制造商和最终用户来说更大的开放性和更低的成本。然而，到目前为止，行动主要集中在工厂层面的改进。不过，这种情况正在开始改变，而实现这种改变的工具就是ISA-95。
企业控制系统集成的ISA-95标准于2000年发布，随后又发布了补充标准。它旨在促进数据从工厂楼层通过MES空间到业务或企业资源规划(ERP)级别的流动。它一方面提供了一个标准术语词典，以便不同的级别可以明确地进行通信，另一方面提供了一系列接口，以便不同的功能级别基本上可以相互插入。
要深
为了应对竞争压力，管理层正努力从工厂内部获得更深入的数据，”博世力士乐公司(Bosch Rexroth Corp.)的食品和包装大客户经理约翰·温兹勒(John Wenzler)说。的供应商。“他们需要的信息在工厂里就有，但挑战是确保他们能及时得到这些信息。ISA-95提供了ERP和工厂车间系统之间的握手，允许这种情况发生。”此外，温兹勒补充说，由于基于isa -95的接口是开放的，它们可以防止用户被锁定在单一供应商。
当然，允许事情发生和让事情发生是两回事。ISA-95就是这样。在千禧年之初被颁布后，它逐渐衰落，只在相对较少的应用中使用。(事实上，正如一位消息人士所说，你几乎可以听到工程师们在嘀咕:“什么，另一个标准?”)。
这种情况在2004年开始改变，当时德国软件巨头SAP AG采用了它，许多与SAP合作的软件公司开始将其纳入自己的产品中。现在，用一个显然不是技术性的描述来说，ISA-95正在像滚雪球一样从山上滚下来。
肖恩·尼尔森(Shawn Nelson)是明尼苏达州奥克代尔包装机分销商Motion Tech Automation的销售工程师。他开始看到在他所呼吁的许多包装工厂实施标准的好处。他引用了IEC语言的例子。“在我们的本地市场，人们开始认识到标准编程语言的价值，这样当他们使用来自不同供应商的产品时，他们就不必总是重新编程。这就像选择了一款新品牌的个人电脑，却知道它仍将运行微软的Windows(操作系统)。而且，如果他们更习惯于用梯形逻辑编程，他们仍然可以使用这种方法，他们只是没有被锁住。”
人一边
还有标准的人的方面。尼尔森说:“有了标准编程，公司就不必为各种机器重新培训员工，这有助于降低他们的整体业务成本。”博世力士乐的温兹勒指出，在当今的商业环境下，这比以往任何时候都更重要。“由于最终用户和原始设备制造商的工程人员都在裁员，新人迅速跟上速度至关重要。标准，特别是IEC 61131，帮助他们跟上速度。”
“不过，”尼尔森警告说，“为了让标准真正站稳脚跟，供应商必须完全致力于开放连接。如果有一个标准，但硬件不符合它，那它有什么用?”
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