基于组件的自动化包装系统

摘 要：组件技能是继面向目标技能后开展起来的一种新的软件工程技能。根据组件的自动化技能(CBA)，工厂各组件可作为独立模块预先拼装测验，之后在整个体系中轻松拼装，或在其他项目中重复运用。包装业中的机械一般来自异样出产商，运用组件技能可以描绘布局明晰的包装线，界说国际通用的规范接口。
导言
根据组件的自动化技能CBA（Component Based Automation）可以便利地建立起规范出产线，完结离散操控和各机械间的通讯。组件(component)，比方一个机器人或整个出产线，就是把机械局部、电力电子器件和用户顺序三者的功用封装在软件中，界说一个规范接口。工厂各组件可作为独立模块预先拼装测验，之后在整个体系中轻松拼装，或在其他项目中重复运用。组件技能大大削减了工厂计划、装置和试运转的工夫。根据组件的自动化技能可以经过PROFInet 与工业以太网衔接，更利于构成通明工厂。在现代工业中现场总线和工业以太网是运用的干流，根据组件的自动化技能疾速兴起。自动化开展的方向是彻底的集成自动化TIA（Totally Integrated Automation），集成的不仅是硬件，还包罗整个工艺流程。从CBA 的技能特色剖析，开展中的中国包装业更适于选用组件自动化技能。
1 中国包装工业的现状及剖析
中国的包装工业在代变革敞开曾经长工夫处于一种出产力水平低下、主体技能单薄、规划过小、游离涣散出产、企业经营办理水平不高、国家投入缺乏的情况，就职业的全体水平而言，局部企业依然处于需求技能改造、技能创新、进步产物质量、加强现代化办理以及体系转轨的时期。
跟着中国商品经济的昌盛与开展，人民生活质量的进步以及生活节奏的加快，消费者对微波食物、休闲食物、冷冻食物等便利食物的需求量越来越大。业界学者指出，这种趋势将加疾速冻食物、便利食物包装的需求；与此还，政府提出了农业产业化开展计划，要点开展农副产物深加工，而农副产物深加工项目需求配套很多包装出产；国家开展和变革委员会将食物加工和包装机械列为食物工业开展的要点优先开展范畴，进入WTO 后，中国首要出口产物的出口额每年可望添加80～100 亿美元。产物出口量的添加必将股动相应产物包装的增加。
此外，乳品及饮料职业近年已成为中国最具成长性的职业之一。跟着大家对安康的日益注重，乳饮品产物品种及其配套包装的产物品种层出不穷。还，无菌灌装技能、啤酒、牛奶的PET 塑瓶包装等技能正在被越来越多的厂家所看好和选用。
这些都将给包装职业的开展带来宽广的远景，往后较长一段工夫，食物与包装机械的年增加率可望超越12％。将来10～15 年中国包装职业将会有长足的开展。
2 根据组件的自动化技能特色
根据组件的自动化CBA 组合各个具有独立操控能力的功用单元；它创立的具有独立操控能力的运转运用顺序，具有较高的可用性；经过用户软件界说的模块易于重复运用；传感器、驱动器和调节器可直接在OEM进行模块的预测验；可以明显削减投运工夫，与传统办法比较可节约10～15%的投运工夫；机器的组态易于构成规范的组件
2.1 组件（Component）
组件技能已成功运用于IT 范畴。所谓“组件”就是完结根据敞开规范的模块化、分布式运用的一种一致的软件布局，也就是将一个具有独立工作能力的工艺模块笼统成一个可以重复运用的“组件封装”。 对这样一种组件建模为一个目标，并视其为一个黑匣子。
在封装时，界说了组件对外部的工艺模块接口。在此接口上只可存取需求与其他组件发作交互作用的那些变量。在体系的工程描绘阶段，这些组件和它们的设备之间的通讯关系由其接口和一个专用的运用顺序之间的组态衔接进行界说。这样描绘的组件可以独立运转，而且可以便利地与其他组件沟通数据。
组件技能使得成套配备和机器模块化，然后可重复运用该成套配备和机器的组件，大幅度地下降工程描绘本钱。还组件技能使装置设备 (运用组态)之间的互连可以明晰地别离，然后在一个工厂中可以集成异样制造商的产物。
创立组件的办法简略。首要，选用机器或设备有关的制造商专用的东西对机械设备进行编程和组态，可以持续运用现有的用户顺序，编程和保护人员可持续发扬他们已有的技能。然后，运用专用软件Simatic iMap 封装这些用户软件。这些组件描绘会输入到衔接编辑器的组件库内。运用衔接编辑器iMap，只需点击鼠标就可以将已创立好的组件互连，然后点击鼠标就可以将衔接的数据、代码及组件的数据下载到各组件中去，这样，机器之间完结了彼此沟通。
2.2 署理设备（proxy）
署理设备将体系中一切的组件衔接起来，完结目标之间的交互。署理设备将所挂接的设备笼统成为COM 服务器，设备之间的交互变成COM 服务器之间的彼此调用。这种办法的最大长处就是可扩展性好，只需设备可以供给契合规范的COM 服务器，该设备就可以在署理设备的体系中正常运转（图1）
2.3 完结办法
CBA 的完结选用Profinet。Profinet 在包装业、烟草混合、杂乱拼装出产线及物流体系中都得到了很好的运用。Profinet v3 提出了很好处理实时性的计划：Switched Ethernet，为Profinet的进一步运用奠定了杰出的根底。
Profinet 的根底是组件技能，中心是署理设备。在Profinet 中，每个设备都被看作一个具有COM (Component Object Model 即组件目标模型)接口的自动化设备。在体系中经过调用COM接口来调用设备功用。组件模型使异样制造商遵从同一准则创立的组件之间可以混合运用，简化了通讯编程。每一个智能设备中都有一个规范组件，智能设备的功用则经过对组件进行特定的编程来完结。同类设备具有一样的内置组件，对外供给一样的COM 接口，为异样厂家设备之间供给了杰出的互换性和互操作性。COM 目标之间还可经过DCOM（Distributed Component Object Model即分布式组件目标模型）衔接协议进行互联和通讯。
Profinet 可将一切工厂自动化功用乃至高性能驱动技能运用均包罗在内。敞开式规范可适用于工业自动化的一切关联恳求:工业可兼容装置技能、简略网络办理和诊断、实时功用、经过工业以太网集成分布式现场设备，高效的集成或组态与制造商无关的工程等。
Profinet 契合已有IT 规范，并撑持 TCP/IP，保证了公司范围内各部门间的通讯沟通。现有技能或现场总线体系与该一致性根底设施在办理层面和现场层面均可集成。这样，分布式现场设备可经过Profinet 与工业以太网直接相连。设备网络布局的一致性还可保证整个出产厂的通讯一致性
4 结束语
包装工业工序繁复，如分拣、贴签、托盘装运、包装和产物打包等，常常运用异样制造商的机械组合成异样的出产线，疾速呼应商场改变。在包装业中运用根据组件的自动化有利于包装线的疾速投产，节约工夫和本钱。