贝加莱工业自动化(中国)有限公司 宋华振
一、什么是PackML
1.批次生产类企业的挑战
食品、啤酒饮料是一个与我们每天生活息息相关的领域，是再传统不过的行业，这也因此是一个竞争极其激烈的市场，对于每个品牌而言，激烈的竞争使得各家公司毛利率已经很低，必须通过不断的规模化生产，包括资本的兼并来实现扩张以摊薄在市场、人力等方面持续的成本提高，因此，对于啤酒饮料工业而言，如何实现生产效率提升、降低成本是每天生产运营经理所必须考虑的，乃至到每个班组的成本考核，贝加莱的APROL能够提供EnMon-能源监测、PDA-过程数据采集、ConMon状态监测等，这其中也包括PackML,最新的APROL平台通过对PackML的支持来实现对产线的数据采集支持、MES集成数据对象接口。
2.终端生产者关心的话题
其实，设备的价格低并非是生产制造商最为关心的，今天他们必须关心如何通过全局的数据采集来实现工厂的透明，进而为质量稳定与成本降低提供持续的改善空间，但同样他们遇到这些问题：
机器制造商采用不同的控制系统，提供不同的数据接口；
不同的总线互联接口；
数据无法满足标准的接口需要-如MES定义的数据采集问题；
还有一些其它的问题
不同厂商的机器需要复杂的培训，带来成本的提升；
设备新增与改造投入巨大的精力。
程序的修改需要额外增加不同的专业团队。
3.OMAC PackML
说起来，PackML也是很简单的，它是一个标准，其旨在实现机器的状态、操作模式和标签名的统一，并以模块化的方式来实现控制架构搭建以及软件的设计，它已经被纳入ISA88标准体系下，关于它的一些背景可以在维基百科里找到（也包括OMAC组织本身）。
上世纪80年代，ISA组织开始致力于开发一套用于批次控制领域的标准，它可以通过系列标准化的模块来提高系统性能与编程效率。ISA-S88第5部分用于提供“设备模块与控制模块”的定义，2000年后，OMAC(机器自动化与控制组织)开始致力于同样的工作，也接受用于批次控制行业基本的概念，其旨在同样为机器控制领域提供相同的收益，尤其是为包装机械。这些标准并行研发直到2008年ISA发布技术报告来协同这些标准，ISA TR88.00.02-2008机器和单元状态:一个ISA-88实例成为了包装标准的基础，即，PackML，ISA-S88可以在ISA网站，同时OMAC PackML实现指导可以在OMAC网站。
PackML的初始目标是提供一个通用的“外观和感觉”以及所有机器的操作一致性从而构成包装线。PackML提供了：
机器状态与操作流程的标准定义
OEE数据
根源分析RCA数据
灵活的配方机制以及通用的SCADA和MES输入
这些规定由OMAC包装工作组的“产线类型”定义（OMAC网站上的包装机械自动化指南V3.1）生成，并采用了ISA-88状态模型概念，PackML定义旨在让机器更加可被服务和易于重新部署。
PackML和PackTag指南文件已经有多个版本，在PackML开发过程，PackTag被合并到指南文档中。在2008的V3，包括了PackML和PackTag，并被更新进而与ISA-88标准一致的术语和定义，以产生技术报告ISA-TR88.00.02-2008机器和单元状态:ISA-88的一个实现例程,ISA-TR88.00.02定义了ISA-S88 Part 1和Part 5在一个包装机器环境中的模型概念、状态、标签（PackTag）。
图1-PackML基于状态的设备操作模式
PackML已经发布了V1,2,3，和实现的版本。PackML V2实现存在一些对PLC处理器存储扩展缺点的缺点，以及不必要的无用代码，并且对一些机器而言其状态/模式不是很完整，PackML克服了这些缺点。进而它与S88 Part 5一致进而成为ISA-TR88.00.02，为得到产业支持P&G开发了PackML实现指南，采用软件模板和帮助文件，可以提供免费的、非独家许可给OMAC，这一OMAC实现指南可在OMAC官网下载。这一指南是对ISA-TR88.00.02的实现，借用了ISA-88 Part 1和ISA-S88 Part 5的层次模型概念的草案（机器/单元,节点/设备模块,控制设备/控制模块），OMAC实现指南提供了PackML实现指南、数据架构和一个最小的PackTag的推荐对象（例如那些典型用于商业MES包装所需的）.实现指南提供了一个用于状态控制、M2M通信和机器到商业信息系统的通信方法。
总之，PackML通过统一的状态图、整个工厂不同层级的模式定义和切换、以及模块化的编程（采用IEC61131-3,PLCopen标准的模块）来实现对机器、机器与机器之间的关联关系、机器与MES/SCADA系统之间的数据定义接口来实现最终的互联。
4.PackML对End User的好处
-PackML和PackTag都是国际标准的构成
－－标准化的设备控制与操作独立于供应商
－－更容易实现整线的集成与启动
对于操作人员而言，一致的状态模式使得所有不同供应商提供的系统都可以在一个产线进行操作
－－统一的HMI画面，减少了大量的培训成本
－－标准化的接口和预定义的PackTag使得产线数据可以轻松集成到HMI/MES系统
业务利益
－－有效的将最佳时间应用于创新
－－降低TCO
－－PackML提供可测量的商业利益
5.PackML对OEM厂商的好处
改善开发周期
－－控制平台独立
－－更高的软件可重用性
－－更低的定制代码测试
－－更快的开发时间
改善客户价值传播
－－可重用代码改善了软件开发时间，缩短Time-to-Market
－－更短的调试时间
－－更易于连线生产并在客户端的启动
－－简化售后支持
业务应用
－－使得更聚焦于创新与机器能级提升
－－降低初始化投资
－－知识产权保护
二、贝加莱与PackML
贝加莱与PackML有着深刻的渊源，这得益于贝加莱在啤酒饮料、食品、制药等领域OEM市场的领先地位，长期的业内合作，使得贝加莱更为了解客户的需求，也不断推动标准化的进程。
1.贝加莱是OMAC/PackML核心成员公司
贝加莱是OMAC组织的初始成员之一，并担任重要的技术角色，John Kowal是代表贝加莱在OMAC董事会担任董事，贝加莱早并在2008年即发布PackML实现的范例，如图2，即遵循的是ISA-TR88的标准模板。
图2-在AS3.0时代即已集成了PackML的应用
图3-2012年贝加莱即展出OMAC PackML的演示系统
2.mapp中的PackML
在贝加莱最新的Automation Studio 4.2版本中，PackML已经可以被轻松的集成，在2008年仅推出演示版，而经过之后客户的实际应用之后，PackML已经成为了现实的技术，并在标准化封装后成为了标准功能在AS中被调用，如图4。
图4-最新的mapp中已经将OMAC作为一个软件标准间来使用
3.最新的APROL集成了PackML
在贝加莱的过程控制与工厂自动化平台上，PackML也成为了数据集成的一个标准功能，它提供了产线监控与MES数据接口的能力，为保持竞争力，机器与设备的业主必须消除所有带来效率降低的源头，而整个产线监控可以提供早期识别和消除这些问题的必要信息，不断提升的效率可以带来大幅产出。APROL包含的标准PackML机器数据接口模块可以为机器和整线提供便利的数据访问，以至于机器的细节。面板和子面板将展示关键数据与重要的细节参数，如图5。
图5-最新的APROL版本提供了PackML产线集成的能力，可以为包装线提供与MES系统数据交互的能力
三、贝加莱的PackML应用
PackML对于贝加莱而言，并非仅仅是概念，贝加莱一致致力于与全球知名的啤酒饮料、制药等领域的巨头共同探讨如何让整个工厂实现高效的生产与透明的数据交换，在一些OEM领域，已经为领先的机器制造商实现了其PackML模式下的机器运行操作。
OCME是一家专注于啤酒饮料领域的整线设备提供商，其采用贝加莱系统实现其应用，作为全球知名的啤酒饮料设备制造商，OCME一直保持着与贝加莱紧密的合作，在其DryBlock系统里采用了其PackML的机器控制、通信与同步，这个HMI采用B&R Automation Panel多点触摸屏，并符合PackML标准。
图6-OCME 符合PackML标准的DryBlock系统HMI
Seidenader公司的异物检测系统
Seidenader公司的CS系列医药灌装产品异物检测系统采用了贝加莱的方案，这里也包括了满足PackML标准的HMI，然而，这并非是PackML带给这个机器的唯一好处，因为，不但人机更为简化，机器的模块化设计也更为明朗，对于系统开发人员而言，程序的维护与升级、代码的重用是更为重要的收获。
图7-Seidenader使用PackML作为一项普遍适用于所有程序员的内部标准，这使软件更容易理解、诊断和操作。
ILAPACK的PackML实现
在其Phoenix Delta 3000LD的全新包装系统里，采用了由贝加莱提供的整体解决方案，这包含了17个独立的伺服轴，当然，PackML也是该机器的亮点。
图8-ILAPACK的Phoenix Delta 3000LD采用PackML标准的HMI
图9-ILAPACK的操作界面基于PackML而开发，具有直观易用的同时，也保持了自身的独特的理解
包括ILAPACK对包装机的操作流程、HMI显示，以及按照PackML标准设计的模式管理器、单元管理器，底层采用PLCopen标准Motion库编写的轴控程序。
采用标准的PackML、PLCopen Motion编程，可以实现快速的系统程序设计，这大大简化了开发过程。
OMAC在2005年成为ISA隶属机构。OMAC是一个独立的、自组织的资助。它从美国PMMI(包装机械制造商协会)和ARC得到额外的非货币支持。PackML概念也开始逐渐应用于其它离散控制环境如安装、机床工具、机器人、造纸、纺织等领域。
想要了解PackML的介绍，可访问维基百科
https://en.wikipedia.org/wiki/PackML
想要了解OMAC组织，请访问
http://omac.org/
