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食品饮料综合生产线 — 一套软件管整线

本案例把"整条食品饮料线 + 多车间复制"的工程方法收敛为一个综合案例：一份 Darra 工程覆盖从进料到码垛的全工站，统一 IO 规范、报警库、HMI 皮肤与批次结构；当工厂有多条线 / 多车间时，用模板派生快速复制。各车间专项工艺（灌装、UHT/CIP、旋盖扭矩）在对应专项案例中展开。

截图: 食品饮料整线总览

一、整线工站​

一条典型饮料 / 食品包装线由以下工站串联组成：

进料理料 → 外观视觉 → 灌装/旋盖 → 机器人装箱 → 纸箱成型 → 自动贴标 → 激光喷码 → 在线称重 → 剔除推杆 → 码垛出库
工站典型节拍关键约束
进料理料0.8 s/件齿形带伺服线速 ~1.2 m/s
外观视觉0.8 s/件环形光 + 全局快门相机
灌装 / 旋盖按瓶速灌装精度 ±1 mL / ±1 g，旋盖扭矩闭环
装箱（6 只/箱）4.8 s/箱SCARA 抓取 + 箱内矩阵
贴标 / 喷码0.6 s/件标签追随，静差 ≤ 0.8 mm
在线称重0.5 s/件动态称重 ±1 g，剔除响应 < 30 ms
码垛2.0 s/箱6 轴臂，托盘多层垛型

二、单 Runtime 还是多 Runtime​

整线规模决定部署形态：

形态适用同步方式
单 Runtime短线、单电气柜、工站集中全工站在同一扫描周期内握手，无需跨设备同步
多 Runtime + DarraSync长线、多电气柜、跨柜距离远DarraSync 实时总线做多节点位置 / 编码器同步，急停全链路同步停止

多柜场景下，跨工站（如视觉拍照点与下游剔除点）依赖各节点编码器位置一致，由 DarraSync 总线保证；整线急停在毫秒级内全链路（含机器人本体）停止。

三、工程模块组成​

模块职责载体
EtherCAT 主站所有伺服 / 变频 / 远程 IO / 编码器 / 视觉触发Runtime 内置
DarraSync 同步组多节点位置同步、心跳、TSC 校准（多 Runtime 时）Runtime 内置
PLC 逻辑整线启停 / 工站握手 / 节拍分配 / 安全链SCL + LAD
工艺对象输送带跟踪 / 电子齿轮 / 色标跟踪 / 称重滤波工艺对象库
机器人引擎装箱 / 码垛机器人正逆解与轨迹Runtime 内置
视觉接口GigE Vision 相机（外观 / 标签 / 箱位）Vision FB
配方管理不同产品的灌装量 / 阵型 / 贴标位 / 节拍Recipe Manager
HMI 设计器产线大屏 + 操作屏 + 移动端IDE HMI Designer
数据服务批次记录、产量统计；经 OPC UA 暴露给上层 MESRuntime 内置
与上层系统的边界

Darra 负责 L1-L2 的控制与本地数据采集，把批次 / 产量 / 设备状态等数据通过 OPC UA 向上暴露，由工厂真正的 MES / 报表系统读取与做 OEE 分析。Darra 本身不实现工单排产、物料追溯等 MES 业务。

四、多车间模板派生​

当一个集团有多条线 / 多车间时，按"平台层（不变）+ 车间层（派生）"两层组织工程，避免每条线各做一套：

平台层（所有车间强制继承，只读）​

模块作用
IO 命名规范IO 命名 / 起始地址 / 电气约定
报警库报警码 / 级别 / 多语言文案 / 声光策略（允许新增）
HMI 皮肤配色 / 字体 / 按钮 / 导航结构（允许换主题）
批次结构批号格式 / 批记录字段 / 追溯字段

车间层（按产品派生）​

每个车间从平台母版派生，只改与本产品相关的灌装量、阵型、节拍、专用工站逻辑。这样：

  • 一支工程师队伍可跨车间维护；
  • 新车间复制成熟模板，工程时间大幅缩短；
  • 报警 / HMI / 批次口径全集团统一。

五、实施要点​

  1. 先定 IO 与报警规范，再写逻辑——规范是模板派生的地基。
  2. 称重 / 剔除用工艺对象 做位置跟踪，避免节拍切换丢件。
  3. 配方驱动换型——换产品只切配方，目标换型时间数分钟内。
  4. 数据只经 OPC UA 上行，不在 PLC 里堆 MES 业务逻辑。

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