【塑料工业】灵活应对变化--注塑机控制全新设计；塑料工业迈向数字时代的关键——EUROMAP?

塑料工业在很多人看来是一个非常传统的产业，但是有几个重要因素激发着它的成长，（1）.3C领域的快速成长，（2）汽车减重设计应用，（3）.更为安全的容器-如包装、医药领域，（4）.可降解塑料等，这些是影响市场变化的技术性因素，而另一个则是与“个性化”的需求紧密相关的，即消费者对个性化产品的追求会为生产提出挑战，而这些挑战也会被延伸至塑料机械制造商。

图1-塑料制品厂商的需求持续变化

注塑机制造商必须响应图1所示的各种来自市场的变化需求，技术性因素带来的是对机器工艺适用性的需求，而个性化则意味着机器同样如何去灵活的实现生产的变化。

这种终端市场的变化对于机器制造商而言也是非常大的挑战，在工艺上有非常大的变化，需要可扩展性强的机器配置，包括机器本身就有各种变化，每个注塑机厂商往往生产不同的机型：

☞ 油压注塑机

☞ 电液混合型

☞ 带有伺服泵的注塑机

☞ 全电动注塑机

☞ 二板机

图2-适应机器的灵活配置与扩展到产线的能力

第二种情况是如图2在机器中还存在围绕主机辅助单元的组合的变化：

☞ 配料称重单元；

☞ 机器人捡取单元；

☞ 输送系统；

☞ 其它辅机；

第三个改变则是在机器本身：

☞ 逻辑的修改；

☞ 温区、压力控制回路配置的变化；

☞ 在线的工艺流程与顺序的配置变化；

☞ 多泵系统的在线配置变化；

这一切带来了变化的复杂组合，如何快速构建系统，以获得快速面市能力，响应瞬息变化的机遇，赢得先机。

显然，机器、配置、工艺的变化，使得注塑机制造商面对成千上万的组合变化，要解决这个问题，最好的策略是“软件模块化设计”—这已经被广泛证明的在各个领域成功的经验。

图3-模块化的注塑机控制软件设计

贝加莱为机器的实现提供了软硬件一体化的方案，图3则是其在软件上的灵活性，mapp是一种采用软件复用（Software Reuse）和组件技术（Component Technology）软件工程思想开发的应用，其旨在提高机器的开发效率，它带来的好处在于：

☞ 大幅度缩短开发周期；

☞ 更为灵活的机器组织；

☞ Know-How封装

☞ 复用其它产业的模块，降低开发成本。

温度控制、定位、轴控、机器人、输送系统的集成变得简单。

图4-基于mapp的机器快速开发

图4是以mapp塑料应用为例，在全新的smartMOLD系列控制器设计中，完全采用了mapp模块化设计，它面向于各种不同的机型，由各种经过验证的模块组合出一个机器的整个软件系统。针对各种类型的注塑机，如油压、伺服泵，都有基本的控制，针对全电动注塑机，mapp技术可以将射胶、熔胶、保压、锁模、开模等作为标准的控制单元进行组合，温度控制、机器人都是单独的模块，机器的变化在软件方面将成为模块的组合，机器的个性化得以高速响应市场变化的需求。

通过不断的迭代在过去数十年里的机器软件、硬件，贝加莱推出smartMOLD 9全新一代的注塑机控制器，通过采用mapp的组件开发思想，它具有适应各种机型的变化的能力，一套软件以适应各种机器的变化。

图5-基于mappVIEW设计的HMI更直观易用

smartMOLD为注塑机提供了多种选择的HMI，而且，基于mappVIEW设计的HMI可以带来非凡的易用性体验，直观操作，无需太多的培训即可，并且，在HMI上为用户设置了很多扩展能力：

☞ 机器的扩展，如温区、压力测量点、工艺功能的扩展；

☞ 机器的简单的调整，如逻辑程序、IO配置与映射；

☞ 机器工艺流程的调整，可以在线修改；

☞ 多泵系统自由根据工艺配置

smartMOLD 9可以胜任多种机型的开发，配置而非编程的方式大大降低了程序构建时间，快速面市赢得先机。

SmartMold 9采用mappVIEW来实现丰富的画面设计，提升机器开发效率与灵活性，对塑料机械制造商而言，这会提高机器的灵活性接入，而对End User而言，可以更为方便的实现数据的融合。

smartMOLD 9采用的是将IO与PLC控制器集成于一体，如图6所示，其橙色的盒子部分即为控制、IO一体，然后通过以太网连接HMI，HMI画面设计可以基于mappVIEW来实现，而控制器本身提供了满足绝大多数注塑机所需的I/O配置。

图6-smartMOLD 9的硬件架构

smartMOLD 9采用的全新CPU架构使得它能够支持PDF/视频等文件在其上运行，这些可以用于在线的支持和安装测试演示，包括Unicode以满足中国的制造商将机器销售向全世界的用户，而OPC UA可以使得MES/ERP包括云端服务可以访问机器的数据，提供了面向未来智能连接的标准接口。

在确保高品质的产品品质控制以及应对不同机器架构的基础上，smartMOLD 9还提供了满足数字时代的塑料工厂连接需求对接，这包括了数字时代的关键元素：

（1）集群设备管理；

（2）预测性维护；

（3）能源优化；

（4）提供协同制造接口的能力；

…

要实现这一切，必须借助于开放的技术应用集成，自动化必须拥抱互联网，使得广泛使用的开放技术为制造过程带来新的升级。

smartMOLD 9集成了EUROMAP功能，可以使得注塑机与上位的MES、云/边缘计算平台实现快速的数据交互，并与机器人、辅机等实现标准与规范接口的连接，构成整个产线乃至工厂的无缝集成。

我们面对挑战，我们需要合作伙伴，有良友伴随，路遥而不知其远，诚如孔子在《论语》中所说，对于制造商而言，贝加莱有着数十年塑料机械领域控制系统应用开发经验，为了应对挑战而进行的任何创新设计，都需要由专业人来做专业事，开发机械是制造商擅长的，而开发控制器是贝加莱擅长的，让我们一起共同应对挑战！

EUROMAP在1964年建立，是欧洲塑料与橡胶机械协会，它的成员包括了全球范围40%的产量，它有大约1000名从事在塑料与橡胶设备的生产相关企业会员。

以上均可在euromap.org网站获得，包括其它早期的版本文档。

图1-ERUOMAP官方网站可以获得相关规范文档

EUROMAP的标准由Euromap组织提供，图2中显示了在各个阶段注塑机与辅机如机械手的连接过程，早期，定义的EUROMAP 67基于信号的物理连接，而EUROMAP 77则定义了通过OPC UA标准的注塑机与机械、上位MES之间的数据交互，包括基于管理壳的数据交互。

图2最顶层即是指由注塑机、机器人、辅机与其它设备共同构成的智能工厂的架构，而这个与RAMI4.0架构中的管理壳（Administration Shell）相关，包括了业务层面的信息交互,当然，包括注塑机与辅机、注塑机与MES、工厂的协同，都可以通过OPC UA来实现统一规范与标准，因为在RAMI4.0架构中的管理壳通信也同样采纳OPC UA作为其标准。

图2-EUROMAP的设计结构

其中，对于EUROMAP 83则是基本的通用类型的定义，它是属于OPC UA伴随规范的形式出现，它是较新的标准发布，这预示着EUROMAP在未来的整个信息模型中均采用OPC UA作为统一的规范。

我们仅对几个重要的规范简要描述:

图3-Euromap 77的信息模型

在EUROMAP 77中的各个对象类型中，图3仅为数据对象的类型结构，在具体的每个对象中的数据又包括了数据子集，定义了浏览名，如表1对注射单元循环参数的定义。

表1-EUROMAP 77注射单元循环参数类型定义

表1中我们可以看到，注射单元相关的参数包括注射容量、液压压力、注射速度、注射容量、液压压力最大值、最小值、平均值、背压、注射时间、注射起始位置等大量相关的参数。

当然这些参数中，在最后一列被标注为M的为强制提供的参数，而O则是可选的，这个由用户自行定义是否需要，机器制造商可以将其属性配置为可读即可。