Системы и способы управления производственной и/или распределительной линиями

Изобретение относится к области управления множеством линий, представляющих собой производственные и распределительные линии. Техническим результатом является улучшение управления производственной и распределительной линиями, требующими как можно меньше пространства и проводки, за счет устранения необходимости в специальном шкафу управления на каждую линию. Для этого система содержит первую подсистему (30), далее называемую как «подсистема центральной аппаратной», содержащую первое устройство (40) управления, расположенное на сервере (45) OPC UA, и для каждой линии (10) вторую подсистему (50), далее называемую как «подсистема управления линией», содержащую второе устройство (60) управления, на котором работает операционная система, которое расположено на клиенте (65) OPC UA, по меньшей мере одно полевое устройство (70) и устройство (80) присоединения, выполненное с возможностью установления связи между полевым устройством (полевыми устройствами) (70) и вторым устройством (60) управления. Полевое устройство (полевые устройства) (70) присоединено (присоединены) ко второму устройству (60) управления посредством двустороннего интерфейса цифровой связи, при этом второе устройство (60) управления имеет один порт на каждое полевое устройство (70). 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системам и способам управления множеством линий, при этом каждая линия представляет собой производственную линию, распределительную линию или обе. Настоящее изобретение может быть использовано, но без ограничения, в области промышленного производства или распределения товаров, таких как, например, табачные изделия, напитки или фармацевтические товары.

Предпосылки изобретения

В промышленной области управления производственными линиями и распределительными линиями представляют и осуществляют много способов не только для обнаружения проблем, возникающих на транспортных путях, но также для надежного определения количества производимых или распределяемых продуктов. В частности, некоторые из этих способов используют для обеспечения правильного распределения или упаковки продуктов или для обеспечения точного счета или налогового учета производимых или распределяемых таким образом продуктов.

Устройства для формирования изображения обычно используются для управления производством продуктов на автоматизированных производственных линиях. Например, на линиях бутылочного разлива стробоскоп (с использованием светодиодного осветительного блока, управляемого лазерным пусковым устройством, который, например, обнаруживает присутствие продукта) освещает бутылки, транспортируемые на конвейере и маркируемые штрихкодом (1D или 2D-штрихкодом, как, например, SKU-код или DataMatrix), и цифровые камеры снимают цифровые изображения освещенных бутылок. Стробоскоп, как правило, использует светодиодный осветительный блок, управляемый лазерным пусковым устройством, который обнаруживает присутствие продукта. Обычные средства обработки изображений затем автоматически обнаруживают на цифровом изображении продукта интересующую область, содержащую рисунок штрихкода, а затем идентифицируют продукт путем расшифрования обнаруженного штрихкода. Такая идентификация может использоваться, например, для правильного нанесения этикеток на бутылки в соответствии с их типом (или содержимым и т.д.). Существует много известных методов обработки изображений, которые можно использовать для идентификации продукта, помеченного идентификатором (включая данные идентификации продукта), из цифрового изображения указанного идентификатора.

Вышеуказанные устройства для формирования изображения или считыватели могут быть приспособлены для считывания идентификаторов из света, отражаемого или испускаемого указанным идентификатором в любом оптическом диапазоне длин волн между ультрафиолетовым (УФ) и инфракрасным (ИК) спектром.

Есть также много других хорошо известных методов, адаптированных к различным типам идентификаторов. Например, RFID-считыватель приспособлен для считывания идентификаторов, таких как RFID-метки, прикрепленные к продуктам, эти RFID-метки включают данные идентификации продукта (возможно, зашифрованные). В качестве другого неограничивающего примера, идентификатор может представлять собой магнитную маркировку, и тогда соответствующий приспособленный считыватель представляет собой магнитный датчик.

Таким образом, какой бы конкретный тип идентификатора, включая идентификационные данные, не использовался для маркировки продуктов, транспортируемых на производственной/распределительной линии, используется адаптированный тип считывателя для считывания указанного идентификатора и отправки соответствующего сигнала считывателя в контроллер, имеющий средство обработки, способное извлекать данные идентификации из указанного сигнала считывателя.

Существуют также другие методы для управления производственной и распределительной линиями, известные из уровня техники. Например, в документе WO 2016/155857 A1 раскрыта адаптивная система управления процессом и способ независимого управления системами управления установки, при этом установка содержит множество взаимосвязанных элементов одного или более рабочих блоков установки. Доступ к адаптивной системе управления процессом получают с помощью двигателя производственного процесса, содержащего блок управления установкой, подключенный посредством блока административного управления и сбора данных по меньшей мере к одному программируемому логическому контроллеру (PLC) системы управления установкой. Работой установки и рабочих блоков управляют с помощью программируемых логических контроллеров (PLC) и взаимосвязанных элементов.

В документе DE 102014114750 А1 раскрыты способ и устройство управления для работы системы связи IO-Link по меньшей мере с одним устройством IO-Link, подключенным через интерфейс IO-Link в одной из систем управления сетью на основе SNMP, в которой запросы SNMP преобразуются в формат IO-Link с помощью прокси-агента, размещенного в устройстве SNMP, или по меньшей мере одно устройство IO-Link обнаруживается и/или управляется посредством по меньшей мере одного запроса SNMP с помощью прокси-агента, размещенного в устройстве SNMP.

В документе US 2014/303755 A1 раскрыта машина, содержащая электрический контроллер, выполненный с возможностью управления машиной, и/или по меньшей мере один элемент машины, модуль поставщика, выполненный с возможностью обеспечения мобильного устройства отображения данных с данными, относящимися к состоянию машины и/или состоянию по меньшей мере одного элемента, управляемого электрическим контроллером, и устройство связи, выполненное с возможностью обеспечения беспроводной связи с мобильным устройством отображения данных.

Однако, управление производственной и распределительной линиями, в частности, при использовании дополнительного решения для отслеживания и контроля, зачастую ограничено в их реализации ограниченным пространством, доступным на заводском цехе. Это означает, что имеется ограниченное пространство для установки оборудования управления, такого как шкаф управления, и проводки для подачи питания на полевые устройства и обеспечения связи с этими устройствами.

Существует постоянная потребность в улучшении управления производственной и распределительной линиями с учетом необходимости предоставления более дешевых решений, требующих как можно меньше пространства.

Краткое описание изобретения

Для решения или по меньшей мере частичного решения вышеупомянутых задач в независимых пунктах формулы изобретения определены системы и способы согласно настоящему изобретению. В зависимых пунктах формулы изобретения определены конкретные варианты осуществления.

В одном варианте осуществления заявлена система управления множеством линий, при этом каждая линия представляет собой производственную линию, распределительную линию или обе. Система содержит первую подсистему, далее называемую как «подсистема центральной аппаратной», содержащую первое устройство управления, расположенное на сервере OPC UA. Более того, система содержит для каждой линии вторую подсистему, далее называемую как «подсистема управления линией», содержащую: (a) второе устройство управления, на котором работает операционная система (ОС), при этом второе устройство управления расположено на клиенте OPC UA; (b) по меньшей мере одно полевое устройство; и (c) устройство присоединения, выполненное с возможностью обеспечения связи между по меньшей мере одним полевым устройством и вторым устройством управления. Полевое устройство (полевые устройства) присоединено (присоединены) к устройству присоединения посредством двустороннего интерфейса цифровой связи, при этом устройство присоединения имеет один порт на одно полевое устройство.

Такая система устраняет необходимость в специальном шкафе управления на каждую линию, так что система может быть дешевле и может требовать меньше пространства и проводки, чем системы из предыдущего уровня техники.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение также относится к способу управления множеством линий, при этом каждая линия представляет собой, как упомянуто выше, производственную линию, распределительную линию или обе. Способ включает приведение в действие подсистемы центральной аппаратной и подсистемы управления линией, как описано выше.

Краткое описание графических материалов

Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны в сочетании с прилагаемыми фигурами, на которых:

на фиг. 1 схематически проиллюстрирована система управления производственной и/или распределительной линией в одном варианте осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 схематически проиллюстрирована архитектура аппаратного обеспечения системы управления производственной и/или распределительной линией в одном варианте осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 схематически проиллюстрирована структура подсистемы управления линией системы в одном варианте осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 4 схематически проиллюстрирована с функциональной и программной точки зрения архитектура управления системы управления производственной и/или распределительной линией в одном варианте осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 5 представлен схематический чертеж иллюстративного выполнения блока вычисления в одном варианте осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

Настоящее изобретение далее будет описано в сочетании с конкретными вариантами осуществления. Эти конкретные варианты осуществления служат для обеспечения лучшего понимания специалистом в данной области техники, но не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения. Перечень сокращений и их значения приведены в конце подробного описания.

На фиг. 1 схематически проиллюстрирована система 100 управления множеством линий 10, при этом каждая линия 10 представляет собой производственную линию, распределительную линию или как производственную, так и распределительную линию. Для краткости на фиг. 1 проиллюстрирована только одна линия 10. Линия 10 транспортирует продукты 20, т.е. объекты или изделия, например, на конвейере 15, т.е. продукты 20 перемещаются посредством конвейера 15.

Продукт 20 может, например, представлять собой без ограничения бутылку или банку пива, вина, спиртного напитка или безалкогольного напитка, пачку, упаковку или коробку сигарет или сигар, медицинскую упаковку, флакон духов или любые другие подакцизные продукты, банкноту, ценную бумагу, идентификационный документ, карту, билет, этикетку, бандероль, защитную фольгу, защитную нить или т.п. На продукт 20, по меньшей мере на его одну часть, поверхность или сторону, может быть нанесен видимый или невидимый машиночитаемый код, напечатанный краской для печати. Машиночитаемый код может быть напечатан на этикетке, наносимой на продукт 20, или напечатан непосредственно на продукте 20 (например, на колпачке, капсуле или тому подобном продукта 20). Машиночитаемый код может, например, представлять собой линейный штрихкод или матричный штрихкод, такой как QR-код или DataMatrix. Машиночитаемые коды, как правило, используются для идентификации и/или установления подлинности продуктов 20.

Система 100 содержит первую подсистему 30, далее называемую как «подсистема центральной аппаратной» 30, содержащую первое устройство (40) управления, расположенное на сервере (45) OPC UA. OPC UA представляет собой известную стандартную спецификацию для независимой от производителя связи, в частности, в области автоматизации процессов, которая разработана консорциумом OPC Foundation, штаб-квартира которого находится в Скоттсдейле, штат Аризона, США. В одном варианте осуществления подсистема 30 центральной аппаратной выполнена с возможностью питания каждого полевого устройства 70.

Кроме того, для каждой линии 10 имеется вторая подсистема 50, далее называемая как «подсистема управления линией» 50, которая содержит второе устройство 60 управления, по меньшей мере одно полевое устройство 70 и устройство 80 присоединения. Хотя это не проиллюстрировано на фиг. 1, подсистема 50 управления линией может содержать множество полевых устройств 70, таких как, например, два, три, четыре, пять, десять или двадцать полевых устройств 70.

ОС работает на втором устройстве 60 управления, таком как, например, Windows Embedded Standard 7. Кроме того, на втором устройстве 60 управления расположен клиент 65 OPC UA. В одном варианте осуществления второе устройство 60 управления содержит компьютер, печатающее устройство или камеру. В одном варианте осуществления второе устройство 60 управления выполнено с возможностями расшифрования машиночитаемого представления кода. В одном варианте осуществления второе устройство 60 управления выполнено с возможностями распознавания линейного штрихкода и/или распознавания двухмерного штрихкода. В одном варианте осуществления второе устройство 60 управления выполнено с возможностями распознавания кода DataMatrix. В одном варианте осуществления второе устройство 60 управления выполнено с возможностью отслеживания полевого устройства (полевых устройств) 70 и генерирования сигнала тревоги при обнаружении аномального состояния полевого устройства 70. Второе устройство 60 управления может, например, быть портативным или карманным устройством, а не закрепленной в стойке системой.

Второе устройство 60 управления может содержать средства управления для дистанционного управления работой полевого устройства (полевых устройств) 70 (например, для настройки его параметров или обработки данных изображения из них) или для управления целым решением для отслеживания и контроля, реализованным для линии 10. В одном варианте осуществления второе устройство 60 управления не является программируемым логическим контроллером (PLC). В одном варианте осуществления подсистема 30 центральной аппаратной также выполнена с возможностью питания второго устройства 60 управления.

В одном варианте осуществления полевое устройство 70 содержит считыватель, выполненный с возможностью считывания машиночитаемого представления кода. Считыватель может, например, содержать один или более датчиков изображения и выполнен с возможностью получения изображения продукта 20, транспортируемого линией 10. В одном варианте осуществления считыватель содержит одну или более матриц CCD или детекторов CMOS для записи распределения интенсивности падающей электромагнитной энергии. В одном варианте осуществления считыватель содержит камеру. В одном варианте осуществления считыватель расположен на линии 10 после, например, сразу после, узла печатающего устройства (не проиллюстрирован на фиг. 1), с целью обеспечения возможности расшифрования печатного машиночитаемого кода, т.е. проверки его качества.

Устройство 80 присоединения выполнено с возможностью установления связи между полевым устройством (полевыми устройствами) 70 и вторым устройством 60 управления. Каждое полевое устройство 70 присоединено к устройству 80 присоединения посредством двустороннего интерфейса цифровой связи, причем устройство 80 присоединения имеет один физический порт на каждое полевое устройство 70 и, следовательно, заданные проводки для каждого полевого устройства 70. В одном варианте осуществления двусторонний интерфейс цифровой связи представляет собой интерфейс IO-Link или совместимый с IO-Link интерфейс. Для информации о интерфейсе IO-Link см., например, IO-Link Interface and System Specification V1.1.2, июль 2013, опубликованный обществом IO-Link Community, которое находится в Карлсруэ, Германия (документ извлечен 23 декабря 2016 г. из сайта http://www.io-link.com/share/Downloads/Spec-Interface/IOL-Interface-Spec_10002_V112_Jul13.pdf).

Управление, как правило, выполняемое в предшествующем уровне техники с помощью набора PLC, в архитектуре варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг. 1, распределяется между первым устройством 40 управления и вторым устройством 60 управления, которое может представлять собой интеллектуальную камеру. Следовательно, нет необходимости в наличии шкафа на линии 10, и необходимо меньше пространства и проводки. В качестве второго устройства 60 управления интеллектуальная камера может быть использована для замены набора PLC из предшествующего уровня техники. Поскольку интеллектуальная камера, как правило, не имеет плат ввода/вывода (в отличие от PLC), устройство 80 присоединения, действующее как ведущий узел IO-Link, используется, с одной стороны, для взаимодействия с платами ввода/вывода и устройствами 70 IO-Link и, с другой стороны, для отправки информации по сети на интеллектуальную камеру. В качестве интеллектуальной камеры, например, может быть использована интеллектуальная камера NEON-1020 от компании ADLINK Technology Inc., штаб-квартира которой расположена в Тайбэй, Тайвань (лист данных о наличии продукта извлечен 23 декабря 2016 г. из сайта http://www.adlinktech.com/PD/marketing/Datasheet/NEON-1020/NEON-1020_Datasheet_en_1.pdf).

Комбинированное использование (i) OPC UA для установления связи между первым устройством 40 управления и вторым устройством 60 управления и (ii) двухстороннего интерфейса цифровой связи, такого как интерфейс IO-Link, для установления связи с полевыми устройствами 70, является особенно преимущественным. Это облегчает связь между первым устройством 40 управления центральной аппаратной и множеством вторых устройств 60 управления (по одному на каждую линию), в то же время экранируя второе устройство 60 управления (которое может представлять собой интеллектуальную камеру, как упомянуто выше) от физического проволочного интерфейса к отдельным полевым устройствам 70. Следовательно, система является более простой и менее обременительной, так как нет необходимости в шкафу управления и PLC на каждую линию. Также легко настроить систему, как, например, реализовать изменения на всех линиях 10 одновременно, и более удобно проводить диагностику для полевых устройств 70 на линиях 10.

Также могут быть предусмотрены дополнительные элементы (не показаны на фиг. 1), такие как: а) источник электромагнитного излучения для освещения продукта 20, такой как, например, источник света, источник ИК-излучения и/или источник УФ-излучения, причем источник электромагнитного излучения может, например, быть расположен рядом со считывателем вышеупомянутого полевого устройства 70; и b) средства вывода и ввода для предоставления информации оператору и приема информации от оператора, такие как экран дисплея, клавиатура, кнопки, ручки управления, светодиодные индикаторы и т.д. (в этом отношении см. также фиг. 5 и соответствующее описание).

В одном варианте осуществления (не проиллюстрирован на фиг. 1) для по меньшей мере одной линии 10 подсистема 50 управления линией содержит полевое устройство, являющееся шифратором, а первое устройство 40 управления выполнено с возможностью подачи кодов на шифратор посредством устройства 80 присоединения.

В одном варианте осуществления система 100, как проиллюстрировано на фиг. 1, представляет собой архитектуру управления, включающую в себя: a) второе устройство 60 управления на каждую линию 10, причем второе устройство 60 управления действует в качестве заданного контроллера (т.е. локального модуля управления или LCM) для каждой линии 10; b) систему IO-Link на каждую линию 10 для обеспечения возможности обмена информацией между полевым устройством (полевыми устройствами) 70 – будь то устройством (устройствами) IO-Link или подобным – и вторым устройством 60 управления посредством устройства 80 присоединения, расположенного на ведущем узле IO-Link, или тому подобного; и c) связь на основе OPC UA между первым устройством 40 управления, на котором расположен сервер 45 OPC UA, и вторым устройством 60 управления, на котором расположен клиент 65 OPC UA, для отслеживания линии 10, как, например, для управления сигналами тревоги. Второе устройство 60 управления имеет ОС, работающую на нем, и может иметь библиотеку распознавания DataMatrix (т.е. выполнено с возможностями распознавания DataMatrix). Устройство 80 присоединения расположено на ведущем узле IO-Link и имеет интерфейс EtherNet/IP (для более детальной информации о EtherNet/IP см., например, EtherNet/IP™ – CIP on Ethernet Technology, Technology Overview Series, PUB00138R6, ODVA, штат Мичиган, США, март 2016, извлечен 15 ноября 2016 г. из сайта https://www.odva.org/Portals/0/Library/Publications_Numbered/PUB00138R6_Tech-Series-EtherNetIP.pdf) или интерфейс EtherCAT, для установления связи с полевым устройством (полевыми устройствами) 70 (с помощью IO-Link) и со вторым устройством 60 управления (с помощью EtherNet/IP). Первое устройство 40 управления размещает сервер 45 OPC UA и содержит локальную (т.е. линейно-ориентированную) систему администрирования (см. фиг. 4, блок «ВЕДУЩИЙ УЗЕЛ», субблок «Администрирование») для отслеживания данных полевого устройства, сетевых каналов и для генерирования сигналов тревоги, а также для настройки периферийных устройств, например, камер, печатающих устройств и т.д. Сервер 45 OPC UA предоставляет информацию, которую клиент 65 OPC UA, управляемый пользователем, может использовать.

На фиг. 2 схематически проиллюстрирована архитектура аппаратного обеспечения системы 100 управления производственной и/или распределительной линией 10 в одном варианте осуществления настоящего изобретения. Система 100 содержит подсистему 50 управления линией (т.е. так называемую «ведомую» часть системы 100) в поле (т.е. вблизи линии, рядом с датчиками и т.д.), которая установлена на каждой линии 10, и подсистему 30 центральной аппаратной, содержащую аппаратную стойку, расположенную в центральной аппаратной, которая используется для множества линий 10. Подсистема 30 центральной аппаратной питает полевое устройство (полевые устройства) 70 посредством устройства 80 присоединения и устанавливает связь со вторым устройством 60 управления посредством переключателя 85 Ethernet-сети. Хотя на фиг. 2 показаны два вторых устройства 60 управления, наличия одного достаточно.

На фиг. 3 схематически проиллюстрирована структура подсистемы 50 управления линией системы 100 управления производственной и/или распределительной линией 10 в одном варианте осуществления настоящего изобретения. Другими словами, это так называемая «ведомая» часть системы 100, эта часть также называется модулем управления линией (LCM). Подсистема 50 управления линией содержит:

(i) второе устройство 60 управления (такое как, например, интеллектуальная камера, интеллектуальное печатающее устройство или небольшой промышленный компьютер), на котором работает ОС и которое имеет библиотеку распознавания DataMatrix (т.е. выполнено с возможностями распознавания DataMatrix);

(ii) интерфейс IO-Link или совместимые с IO-Link датчики 70 и необязательно шифраторы 70, т.е. интерфейс IO-Link или совместимые с IO-Link полевые устройства 70;

(iii) устройство 80 присоединения, действующее в качестве ведущего узла IO-Link, с интерфейсом EtherNet/IP или EtherCAT, который работает как интерфейс платы ввода/вывода к интерфейсу IO-Link или совместимым с IO-Link датчикам и шифраторам, например, для проверки возможности отсоединения датчика 70 или его неисправного состояния, такого как короткое замыкание или, в случае оптического датчика, возможности его загрязнения. Соединение IO-Link является открытым, последовательным, двунаправленным, двусторонним цифровым соединением для передачи сигнала и энергоснабжения в любых сетях. Устройство 80 присоединения также обеспечивает связь с интеллектуальным устройством 60; а также

(iv) переключатель 85 Ethernet-сети для отправки информации через сеть в подсистему 30 центральной аппаратной (т.е. ведущий узел).

Ведущий узел или подсистема 30 центральной аппаратной, например, может быть расположен в закрытом помещении на заводе и может отвечать за распределение энергии 24 В постоянного тока и 220 В переменного тока и кодов печатающих устройств на модули в полевых условиях. Его аппаратная структура может быть представлена обычным стоечным компьютером с резервным источником питания и центральным процессором. Подсистема 30 центральной аппаратной организует и сохраняет производственные данные (счетчики, коды печатающих устройств) с помощью программного обеспечения сервис-ориентированной архитектуры (SOA), такого как, например, Apache ServiceMix, с целью одновременной реализации связи между всеми LCM. Она устанавливает связь со всеми LCM с помощью SSL (протокола защиты информации), чтобы обеспечить безопасную связь для производственных данных линии, и имеет локальную систему администрирования, основанную на OPC UA. Она связывается с каждым вторым устройством 60 управления (например, интеллектуальной камерой или печатающим устройством с ОС или компьютером) для управления сигналами тревоги и удаленной настройки линий 10. Администрирование может быть мультиплатформенным и может иметь неограниченное количество клиентов, выполняющих один и тот же код компьютерной программы (как, например, приложение Android, страница интернет-браузера и т.д.).

Для управления в режиме реального времени может быть использована среда исполнения CODESYS с драйвером OPC UA для обработки входных и выходных данных устройства 80 присоединения ведущего узла IO-Link, устанавливающего связь с интеллектуальным устройством 60 через сеть, такую как сеть EtherCAT или EtherNet/IP.

На фиг. 4 схематически проиллюстрирована с функциональной и программной точки зрения иллюстративная архитектура управления системы 100 управления производственной и/или распределительной линией 10 в одном варианте осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5 представлен схематический чертеж иллюстративного выполнения блока 800 вычисления, который может быть использован, например, во втором устройстве 60 управления, в способе или системе согласно настоящему изобретению.

Как проиллюстрировано на фиг. 5, блок 800 вычисления может включать шину 805, блок 803 обработки, главное запоминающее устройство 807, ROM 808, устройство 809 для хранения, устройство 802 для ввода, устройство 804 для вывода и интерфейс 806 связи. Шина 805 может включать путь, который обеспечивает возможность связи между компонентами блока 800 вычисления.

Блок 803 обработки может включать процессор, микропроцессор или логическую схему обработки информации, которые могут толковать и выполнять команды. Главное запоминающее устройство 807 может включать RAM или динамическое устройство для хранения другого типа, которые могут хранить информацию и команды для выполнения блоком 803 обработки. ROM 808 может включать устройство ROM или статичное устройство для хранения другого типа, которые могут хранить статичную информацию и команды для использования блоком 803 обработки. Устройство 809 для хранения может включать магнитный и/или оптический носитель записи и соответствующий ему драйвер.

Устройство 802 для ввода может включать механизм, который позволяет оператору вводить информацию в блок 803 обработки, такой как беспроводная клавишная панель, клавиатура, мышь, ручка, механизмы для распознавания голоса и/или биометрические механизмы и т.д. Устройство 804 для вывода может включать механизм, который выводит информацию оператору, включая дисплей, печатающее устройство, динамик и т.д. Интерфейс 806 связи может включать любой подобный приемопередатчику механизм, который позволяет блоку 800 вычисления осуществлять связь с другими устройствами и/или системами (с такими как базовая станция, точка доступа WLAN и т.д.). Например, интерфейс 806 связи может включать механизмы для осуществления связи с другими устройством или системой через сеть.

Блок 800 вычисления может выполнять определенные операции или процессы, описанные в данном документе. Эти операции могут быть выполнены в ответ на блок 803 обработки, выполняющий команды программного обеспечения, содержащиеся на машиночитаемом носителе, таком как главное запоминающее устройство 807, ROM 808 и/или устройство 809 для хранения. Машиночитаемый носитель может быть определен как физическое или логическое запоминающее устройство. Например, логическое запоминающее устройство может включать область памяти в одном физическом запоминающем устройстве или область, распределенную между несколькими физическими запоминающими устройствами. Каждое из главного запоминающего устройства 807, ROM 808 и устройства 809 для хранения может включать машиночитаемые носители. Магнитные и/или оптические носители записи (например, считываемые CD-диски или DVD-диски) устройства 809 для хранения могут также включать машиночитаемые носители. Команды программного обеспечения могут быть считаны в главное запоминающее устройство 807 с другого машиночитаемого носителя, такого как устройство 809 для хранения, или с другого устройства через интерфейс 806 связи.

Команды программного обеспечения, содержащиеся в главном запоминающем устройстве 809, могут обеспечить осуществление блоком 803 обработки операций или процессов, описанных в данном документе, таких как, например, расшифрование машиночитаемого кода. В качестве альтернативы, аппаратная схема может быть использована вместо или в сочетании с командами программного обеспечения для выполнения процессов и/или операций, описанных в данном документе. Таким образом, описанные в данном документе реализации не ограничиваются какой-либо конкретной комбинацией аппаратного и программного обеспечения.

Любой из вышеупомянутых элементов может быть реализован в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, программируемой пользователем вентильной матрице (FPGA), интегральной схеме специального назначения (ASIC), программно-аппаратном обеспечении или т.п.

Хотя настоящее изобретение было описано на основе подробных примеров, подробные примеры служат исключительно для того, чтобы обеспечить специалисту в данной области техники лучшее понимание, и они не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения значительно определяется прилагаемой формулой изобретения.

Сокращения:

ASIC интегральная схема специального назначения

CCD прибор с зарядовой связью

CMOS комплементарная структура металл-оксид-полупроводник

FPGA программируемая пользователем вентильная матрица

ИК инфракрасный

LCM локальный модуль управления

светодиод светоизлучающий диод

OPC связи открытой платформы

OPC UA универсальная архитектура OPC

ОС операционная система

PLC программируемый логический контроллер

RAM оперативное запоминающее устройство

RFID радиочастотная идентификация

ROM постоянное запоминающее устройство

SKU единица учета товара

SOA сервис-ориентированная архитектура

SSL протокол защиты информации

UV ультрафиолетовый

WLAN беспроводная локальная сеть.

1. Система (100) управления множеством линий (10), при этом каждая линия (10) представляет собой по меньшей мере одну из производственной линии и распределительной линии, при этом система (100) содержит:

первую подсистему (30), далее называемую как «подсистема центральной аппаратной», содержащую первое устройство (40) управления, расположенное на сервере (45) OPC UA; и

для каждой линии (10) вторую подсистему (50), далее называемую как «подсистема управления линией»,

отличающаяся тем, что вторая подсистема (50) содержит:

второе устройство (60) управления на каждую линию, на котором работает операционная система, при этом второе устройство (60) управления расположено на клиенте (65) OPC UA;

по меньшей мере одно полевое устройство (70); и

устройство (80) присоединения на каждую линию,

при этом по меньшей мере одно полевое устройство (70) устанавливает связь со вторым устройством (60) управления посредством устройства (80) присоединения,

при этом по меньшей мере одно полевое устройство (70) присоединено к устройству (80) присоединения посредством двустороннего интерфейса цифровой связи, и устройство (80) присоединения имеет один порт на каждое полевое устройство (70).

2. Система (100) по п. 1, отличающаяся тем, что второе устройство (60) управления представляет собой одно из компьютера, печатающего устройства и камеры.

3. Система (100) по п. 2, отличающаяся тем, что второе устройство (60) управления представляет собой интеллектуальную камеру.

4. Система (100) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что второе устройство (60) управления выполнено с возможностями расшифрования машиночитаемого представления кода.

5. Система (100) по п. 4, отличающаяся тем, что второе устройство (60) управления выполнено с возможностями по меньшей мере одного из распознавания линейного штрихкода и распознавания двухмерного штрихкода.

6. Система (100) по п. 5, отличающаяся тем, что второе устройство (60) управления выполнено с возможностями распознавания кода DataMatrix.

7. Система (100) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что двусторонний интерфейс цифровой связи представляет собой интерфейс IO-Link или совместимый с IO-Link интерфейс.

8. Система (100) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что второе устройство (60) управления выполнено с возможностью отслеживания по меньшей мере одного полевого устройства (70) и генерирования сигнала тревоги при обнаружении аномального состояния полевого устройства (70).

9. Система (100) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что подсистема (30) центральной аппаратной выполнена с возможностью питания каждого полевого устройства (70).

10. Система (100) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что для по меньшей мере одной линии (10)

подсистема (50) управления линией содержит полевое устройство (70), представляющее собой шифратор, и

первое устройство (40) управления выполнено с возможностью подачи кодов на шифратор посредством устройства (80) присоединения.

11. Система (100) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что второе устройство (60) управления не является программируемым логическим контроллером.

12. Способ управления множеством линий (10), при этом каждая линия (10) представляет собой по меньшей мере одну из производственной линии и распределительной линии, при этом способ включает приведение в действие:

первой подсистемы (30), далее называемой как «подсистема центральной аппаратной», содержащей первое устройство (40) управления, расположенное на сервере (45) OPC UA; и

отличающийся тем, что способ дополнительно включает приведение в действие

для каждой линии (10) второй подсистемы (50), далее называемой как «подсистема управления линией», содержащей:

второе устройство (60) управления на каждую линию, на котором работает операционная система, при этом второе устройство (60) управления расположено на клиенте (65) OPC UA;

по меньшей мере одно полевое устройство (70); и

устройство (80) присоединения на каждую линию,

при этом по меньшей мере одно полевое устройство (70) устанавливает связь со вторым устройством (60) управления посредством устройства (80) присоединения,

при этом по меньшей мере одно полевое устройство (70) присоединено к устройству (80) присоединения посредством двустороннего интерфейса цифровой связи, и устройство (80) присоединения имеет один порт на каждое полевое устройство (70).

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что двусторонний интерфейс цифровой связи представляет собой интерфейс IO-Link или совместимый с IO-Link интерфейс.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что второе устройство (60) управления отслеживает по меньшей мере одно полевое устройство (70) и генерирует сигнал тревоги при обнаружении аномального состояния полевого устройства (70).

15. Способ по любому из пп. 12–14, отличающийся тем, что подсистема (30) центральной аппаратной питает каждое полевое устройство (70).

16. Способ по любому из пп. 12–15, отличающийся тем, что для по меньшей мере одной линии (10)

подсистема (50) управления линией содержит полевое устройство (70), представляющее собой шифратор, и

первое устройство (40) управления подает коды на шифратор посредством устройства (80) присоединения.