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塑料工業(yè)邁向數(shù)字時(shí)代的關(guān)鍵
  瀏覽次數(shù)：11044  發(fā)布時(shí)間：2021年01月26日 14:17:50
[導(dǎo)讀] EUROMAP在1964年建立，是歐洲塑料與橡膠機(jī)械協(xié)會，它的成員包括了全球范 圍40%的產(chǎn)量，它有大約1000名從事在塑料與橡膠設(shè)備的生產(chǎn)相關(guān)企業(yè)會員。
 ∣文/貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司
 
 
圖1 ERUOMAP官方網(wǎng)站可以獲得相關(guān)規(guī)范文檔
圖1  EUROMAP  官方網(wǎng)站可以獲得相關(guān)規(guī)范文檔


1 什么是EUROMAP？
EUROMAP在1964年建立，是歐洲塑料與橡膠機(jī)械協(xié)會，它的成員包括了全球范 圍40%的產(chǎn)量，它有大約1000名從事在塑料與橡膠設(shè)備的生產(chǎn)相關(guān)企業(yè)會員。 

EUROMAP組織也同樣為塑料工業(yè)提供設(shè)備互聯(lián)互通的標(biāo)準(zhǔn)信息模型與接口，在 EUROMAP包含了大量針對塑料工業(yè)的連接標(biāo)準(zhǔn)： 
EUROMAP 67：注塑機(jī)與機(jī)械手連接 
EUROMAP 77：注塑機(jī)與集中式計(jì)算/MES間的連接 
EUROMAP 83：基本的EUROMAP OPC UA CS-通用類型的定義 
EUROMAP 82.1：注塑機(jī)和溫度控制設(shè)備連接 
EUROMAP 79：注塑機(jī)與機(jī)器人
EUROMAP 84：擠出機(jī)和MES的連接 
EUROMAP 82.1X：注塑機(jī)與其它外圍設(shè)備 
EUROMAP 85：吹瓶機(jī)與MES連接 
EUROMAP 90：能源 
以上均可在euromap.org網(wǎng)站獲得，包括其它早期的版本文檔。

2 EUROMAP實(shí)現(xiàn)從機(jī)器到工廠的信息交互規(guī)范

EUROMAP的標(biāo)準(zhǔn)由Euromap組織提供，圖2中顯示了在各個(gè)階段注塑機(jī)與輔機(jī)如 
機(jī)械手的連接過程，早期，定義的EUROMAP67基于信號的物理連接，而EUROMAP 77則定義了通過OPC UA標(biāo)準(zhǔn)的注塑機(jī)與機(jī)械、上位MES之間的數(shù)據(jù)交互，包括基于管理殼 
的數(shù)據(jù)交互。 

圖2最頂層即是指由注塑機(jī)、機(jī)器人、輔機(jī)與其它設(shè)備共同構(gòu)成的智能工廠的架構(gòu)，而這個(gè)與RAMI4.0架構(gòu)中的管理殼（Administration Shell）相關(guān)，包括了業(yè)務(wù)層面的信息交互,當(dāng)然，包括注塑機(jī)與輔機(jī)、注塑機(jī)與MES、工廠的協(xié)同，都可以通過OPC UA來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵赗AMI4.0架構(gòu)中的管理殼通信也同樣采納OPC UA作為其標(biāo)準(zhǔn)。 

圖2 EUROMAP的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

其中，對于EUROMAP 83則是基本的通用類型的定義，它是屬于OPC UA伴隨規(guī)范的形式出現(xiàn)，它是較新的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，這預(yù)示著EUROMAP在未來的整個(gè)信息模型中均采用OPC UA作為統(tǒng)一的規(guī)范。 
這里，我們僅對幾個(gè)重要的規(guī)范簡要描述： 
1. EUROMAP 77-注塑機(jī)與MES之間的數(shù)據(jù)交互 
Euromap 77是最早采用采用OPC UA標(biāo)準(zhǔn)的信息模型，圖3是以O(shè)PC UA的信息模型 
架構(gòu)對IMM-MES的接口類型進(jìn)行定義的， 包括了諸多的信息對象：
● 機(jī)器信息 
● 機(jī)器配置 
● 機(jī)器-MES配置 
● 機(jī)器人狀態(tài) 
● 功率單元 
● 注射單元，在注射單元下又包含了螺桿、溫區(qū)等相關(guān)參數(shù) 
● 模具 
● 工作單 
● 生產(chǎn)數(shù)據(jù)集管理 
在EUROMAP 77中的各個(gè)對象類型中，圖3僅為數(shù)據(jù)對象的類型結(jié)構(gòu)，在具體的 
每個(gè)對象中的數(shù)據(jù)又包括了數(shù)據(jù)子集，定義了瀏覽名，如表1對注射單元循環(huán)參數(shù) 
的定義。
圖3 Euromap 77的信息模型

表1中我們可以看到，注射單元相關(guān)的參數(shù)包括注射容量、液壓壓力、注射速度、注射容量、液壓壓力最大值、最小值、平均值、背壓、注射時(shí)間、注射起始位置等大量相關(guān)的參數(shù)。 

表1 EUROMAP 77注射單元循環(huán)參數(shù)類型定義

當(dāng)然這些參數(shù)中，在最后一列被標(biāo)注為M的為強(qiáng)制提供的參數(shù)，而0則是可選的，這個(gè)由用戶自行定義是否需要，機(jī)器制造商可以將其屬性配置為可讀即可。

2. EUROMAP 79-注塑機(jī)與機(jī)器人的交互
在EUROMAP 79中定義了注塑機(jī)與機(jī)器人如何進(jìn)行交互，圖4即是一個(gè)比較直觀的表達(dá)來體現(xiàn)注塑機(jī)與機(jī)器人之間為了協(xié)同工作所需的信息。 
圖4 EUROMAP 79定義了注塑機(jī)和機(jī)器人的對話規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，機(jī)器人廠商和注塑機(jī)廠商若均遵循ERUOMAP 79的規(guī)范，那么，機(jī)器人可以與注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)最佳的協(xié)同工作，而這個(gè)配置將會變得非常簡單。

3 OPC UA為邊緣計(jì)算提供便利
邊緣計(jì)算的興起主要是為了解決工廠中處于云與機(jī)器之間的時(shí)間粒度較高，但又沒有像機(jī)器同步控制的微秒級任務(wù)需求的“計(jì)算”，它與控制不同，控制解決周期性的信號調(diào)節(jié)任務(wù)，而計(jì)算則解決相關(guān)的任務(wù)調(diào)度、優(yōu)化、策略性問題。 

諸如OEE、能源計(jì)量、本地的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、包括基于狀態(tài)的維護(hù)，以及在本地應(yīng)用的品質(zhì)如SPC統(tǒng)計(jì)過程分析，都可以將機(jī)器的不同數(shù)據(jù)匯集到產(chǎn)線一級的邊緣計(jì)算單元來進(jìn)行處理。 

OPC UA成為了實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)協(xié)同的關(guān)鍵，對于塑料工業(yè)而言，OPC UA將使得原有EUROMAP的規(guī)范統(tǒng)一架構(gòu)，并與非塑料的如其他包裝、制藥類設(shè)備整體集成為智能工廠的數(shù)據(jù)統(tǒng)一架構(gòu)。 

在塑料工業(yè)，我們可以通過邊緣計(jì)算架構(gòu)來為End User提供數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、匯集、分析的接口，包括以下功能設(shè)計(jì)：
（1）設(shè)計(jì)基于Web的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，可以任意的iPAD、iPhone、Andirod手機(jī)的訪問； 
（2）提供能源監(jiān)測管理 
（3）質(zhì)量數(shù)據(jù)的歸總，SPC數(shù)據(jù)匯集； 
（4）實(shí)時(shí)產(chǎn)線設(shè)備的OEE 
（5）訂單排產(chǎn)計(jì)劃 
（6）…… 
通過EUROMAP，塑料工業(yè)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)集成，便于后續(xù)與云端的應(yīng)用連接，實(shí)現(xiàn)長周期數(shù)據(jù)的優(yōu)化、智能分析等。


圖5 貝加萊基于EUROMAP 構(gòu)架塑料工業(yè)的邊緣計(jì)算架構(gòu)