用于从分配系统分步分配离散药剂的方法和用于控制系统的操作的方法与流程

背景技术：

技术实现思路

1、已知分配系统的重要方面涉及控制进料器单元以便从中分配离散药剂，这可以被理解为驱动进料器单元，使得一个或多个离散药剂得以从中分配。例如，已知分配系统可以具有超过1000个用于保持进料器单元的位置，并且超过1000个位置中的大部分(例如超过300个位置)可以用于分配离散药剂。以每秒三个或更多个袋的速率，需要用关于要分配的离散药剂的数量的数据、控制分配离散药剂的过程的参数和指示分配动作应开始的实时触发信号来连续控制超过300个位置。所述的方法的缺点是过早接收实时触发信号可能导致分配错误，例如其中一个或多个离散药剂可能被包装在错误的袋中。过晚接收实时触发信号可能导致分配过程延迟。

2、为了克服这些缺点，已知分配系统完全经由实时总线(比如ethercattm或varantm)控制进料器单元。使用实时总线来控制进料器单元的缺点是这种实时总线相当昂贵。此外，每个进料器单元经由实时总线接收控制数据要求每个分配位置在此实时总线上必须具有其自己在实时总线上的地址，这不利地使每个分配位置相当昂贵。使用实时总线来控制进料器单元的另一缺点是可以通过这种实时总线发送的数据量相对有限。

3、本发明的目的是改良或消除现有技术的一个或多个缺点，以提供一种改进的分配方法或系统，或者至少提供一种替代的分配方法或系统。

4、根据第一方面，本发明提供了一种用于从分配系统分步分配离散药剂的方法，该分配系统容纳一个或多个进料器单元并被布置用于选择性地从该一个或多个进料器单元分配一定量的离散药剂，该系统包括：

5、分配装置，该分配装置设有一系列分配位置，其中该分配装置在该一系列分配位置中的每一个处设有用于这些进料器单元中的一个进料器单元的保持器以及用于使排出的药剂从中穿过的贯通开口，以及

6、控制器，该控制器用于控制该分配系统和布置在该分配装置上的这些进料器单元的工作，

7、其中该方法包括以下步骤：

8、-经由非实时连接将具有指示分配参数的数据的分配命令发送到该一系列分配位置中的分配位置；

9、-在该一系列分配位置中的该分配位置处缓存该分配命令；以及

10、-经由实时连接将分配触发发送到该一系列分配位置中的该分配位置，由此触发进料器单元从中分配离散药剂。

11、在使用期间，该方法允许分配命令(该分配命令例如规定要分配的离散药剂的数量和比如如何分配离散药剂等参数)经由非实时总线发送到这些分配位置中的一个或多个，特别是在必须分配一个或多个离散药剂之前。所发送的分配命令在相应分配位置处缓存，直到必须分配离散药剂为止。当实际上必须分配一个或多个离散药剂时，分配触发经由实时连接发送到该一系列分配位置中的相应分配位置。分配触发用于触发放置在相应分配位置处的进料器单元，以在接收到分配触发后分配离散药剂。因为分配命令包括关于分配参数的数据，所以分配命令相比分配触发需要更多带宽。通过在经由实时连接发送分配触发之前经由非实时连接将分配命令发送到相应分配位置，与实时连接相比，分配命令以便宜得多的方式提供给分配位置。因为只有分配触发(该分配触发可以对于所有分配位置都相同)经由实时连接发送，所以实时连接只需要具有足以发送分配触发的带宽即可。例如，分配触发只需几个位宽，使得在分配位置处触发进料器单元只需要很小的带宽。这是有利的，因为实时连接可以保持较小，从而保持与控制进料器单元的分配相关联的成本较低。与现有技术相比，这使得用于分步分配离散药剂的方法更便宜。

12、在本披露内容的上下文中，非实时可以被理解为用于表示不能保证在预定义时间范围内响应的过程、事件或动作的术语。最常见的通用计算机系统(如windowstm)是非实时的。“实时”可以被理解为表示其输入数据被保证在指定时间(截止期限)内处理的过程、事件或动作的术语，该指定时间通常是相对短的时间。

13、在实施例中，发送分配命令的步骤包括预先于发送分配触发的步骤发送分配命令。在本披露内容的上下文中，预先发送分配命令可以被理解为分配命令发送的时间使得分配命令在分配触发到达之前已经到达。这是有利的，因为这使得离散药剂的分配可以在接收到分配触发之后立即开始。

14、在实施例中，发送分配命令的步骤包括将多个分配命令发送到该一系列分配位置中的该分配位置。在操作期间，分配命令中的每一个在相应分配位置处缓存，使得分配命令队列在相应分配位置处可用。从而防止了分配步骤由于丢失分配命令而中断。

15、在实施例中，分配命令的数据包括关于要分配的离散药剂的数量的信息和/或关于如何分配该数量的离散药剂的参数。因此，数据可以包括能够分配离散药剂所需的所有参数(除了开始分配的触发)。

16、在实施例中，发送分配命令的步骤包括将命令循环识别符包括到分配命令中的步骤。在本文的实施例中，每次执行发送分配命令的步骤时，包括命令循环识别符的步骤都包括调整命令循环识别符。在更进一步的实施例中，发送分配触发的步骤包括将触发循环识别符与分配触发一起发送的步骤。优选地，每次执行发送分配触发的步骤时，包括触发循环识别符的步骤都包括调整触发循环识别符。甚至更优选地，命令循环识别符和触发循环识别符基本上彼此相同。根据此施实例，每个分配命令设有唯一命令循环识别符，并且每个分配触发设有唯一触发循环识别符，其中唯一命令循环识别符和唯一触发循环识别符基本上彼此相同。因此，命令循环识别符和触发循环识别符可以用于确定当在分配位置处接收到分配触发时需要执行哪个分配命令。这有助于防止在分配位置处接收到分配触发后执行错误的分配命令。

17、此外，当以上升或下降的方式调整命令循环识别符和触发循环识别符时，命令循环识别符和触发循环识别符也可以用于指示相应分配命令在多个分配命令的顺序中的位置。

18、在实施例中，该方法包括在该一系列分配位置中的该分配位置处，在接收到分配触发后检查在该分配位置处是否已接收到对应分配命令。检查是否已接收到分配命令可以包括以下步骤：

19、-查找分配命令，

20、-当找到分配命令时，确定所找到的分配命令的命令循环识别符，

21、-将该分配触发的触发循环识别符与所确定的命令循环识别符进行比较，以及

22、-当该命令循环识别符和该触发循环识别符基本上彼此相同时，开始分配离散药剂。在本文的实施例中，该方法包括以下步骤：

23、-当找到多个分配命令时，确定所找到的分配命令中的每一个的命令循环识别符，

24、-将该分配触发的触发循环识别符与所确定的命令循环识别符中的每一个进行比较，以及

25、-当找到基本相同的命令循环识别符时，选择对应分配命令并开始基于该对应分配命令的数据分配离散药剂。当在分配位置处接收到具有触发循环识别符的分配触发时，确定在相应分配位置处是否存在具有对应命令循环识别符的分配命令。当确定在相应分配位置处存在具有对应命令循环识别符的分配命令时，开始根据分配命令的数据从相应分配位置分配离散药剂。当在相应分配位置处缺少对应分配命令时，在相应分配位置处不分配离散药剂。从而防止分配触发导致分配不正确的离散药剂或不正确的量的离散药剂。

26、优选地，该方法包括以下步骤：

27、-当没有找到对应分配命令时，以及可选地，当找到后续分配命令时，向控制器报告错误情况。这是有利的，例如，因为操作者可以被告知分配系统由于缺少具体分配命令而不能执行具体分配命令。

28、在实施例中，报告错误情况是经由非实时连接和/或经由实时连接来进行的。

29、在实施例中，该方法包括在报告错误情况后，查询该一系列分配位置中的一个或多个分配位置，以便接收关于错误情况的信息。在本文的实施例中，查询该一系列分配位置中的该一个或多个分配位置是经由非实时连接来进行的。通过经由非实时连接查询关于错误情况的信息，经由非实时连接传输大量数据，比如分配参数和关于错误情况的信息。这是有利的，因为这允许实时连接的带宽尽可能小，从而保持实时连接的成本最小。

30、在实施例中，该方法包括在报告错误情况后暂停分配系统。在本文的实施例中，该方法包括在暂停分配系统后，将命令发送到该一系列分配位置中的每个分配位置以移除一个或多个缓存的分配命令，其中该命令是经由非实时连接来发送的。根据此实施例，尚未执行的分配命令被重新发送到分配位置或分配位置群集。这可以防止分配命令被跳过或被执行多于一次，并且分配可以以可靠方式继续。

31、在实施例中，该一系列分配位置中的分配位置包括一个分配位置或一系列分配位置。这允许根据此实施例的方法用单一分配命令控制一个分配位置或多个分配位置(分段控制)。

32、根据第二方面，本发明提供了一种用于从进料器单元分步分配离散药剂的分配系统，其中该分配系统容纳一个或多个进料器单元并被布置用于选择性地从该一个或多个进料器单元分配一定量的离散药剂，该系统包括：

33、分配装置，该分配装置设有一系列分配位置，其中该分配装置在该一系列分配位置中的每一个处设有用于这些进料器单元中的一个进料器单元的保持器以及用于使排出的药剂从中穿过的贯通开口，以及

34、控制单元，该控制单元用于控制该分配系统和布置在该分配装置上的这些进料器单元的工作，

35、其中该控制单元包括通过非实时连接操作性地连接到该一系列分配位置中的每一个的非实时控制器、以及通过实时连接操作性地连接到该一系列分配位置中的每一个的实时控制器，

36、其中该控制器被配置用于：

37、-经由该非实时连接将具有指示分配参数的数据的分配命令发送到该一系列分配位置中的分配位置；

38、-允许在该一系列分配位置中的该分配位置处缓存该分配命令；以及

39、-经由该实时连接将分配触发发送到该一系列分配位置中的该分配位置，由此触发进料器单元从中分配离散药剂。

40、在实施例中，非实时连接选自包括以太网连接和非实时总线的组，和/或其中实时连接选自包括实时总线、ethercattm、varantm和硬件i/o线的组。

41、根据第三方面，本发明提供了一种用于控制系统的操作的方法，其中该系统包括一个或多个不同模块，其中该方法包括以下步骤：

42、-借助于非实时控制器确定执行计划，该执行计划包括要由该一个或多个不同模块执行的一个或多个任务；

43、-在该非实时控制器处，针对该执行计划的所确定的任务中的每一个，将任务参数命令发送到这些不同模块中的必须执行该任务的模块，其中该任务参数命令包括执行该任务所需的参数，并且将相关联的任务触发命令发送到实时控制器，其中该任务触发命令被配置成指示该实时控制器触发相应模块执行与该任务触发命令相关联的任务；

44、-在该实时控制器处接收到这些任务触发命令后，在该实时控制器处将这些任务触发命令排队；以及

45、-在该实时控制器处，执行所排队的任务触发命令以触发相应模块执行相关联的任务参数命令中所指示的任务。

46、在现有技术中，具有一个或多个不同模块的系统(比如用于分步分配离散药剂的分配系统)设有实时控制器，比如用于控制系统的操作的可编程逻辑控制器(plc)。这种plc非常适合读取和控制复杂系统中的传感器和致动器。例如，plc能够精确地控制特定马达，比如位置马达，其中plc具有非常精确的定时，使得可以精确地匹配机械步骤。复杂系统(比如分配系统)进一步需要控制器、特别是非实时控制器，该控制器使用复杂算法来确定必须执行哪些任务，例如用于分配正确量的离散药剂。例如，分配系统包括多种机械模块，这些模块有时必须执行具体任务，并且有时必须闲置。非实时控制器用于控制plc。当分配系统具有非常高的操作速度(例如非常高的分配速度)时，由非实时控制器控制plc会快速导致延迟，因为plc必须等待来自非实时控制器的命令。

47、在根据本发明的第三方面的方法中，实时控制器的控制异步进行。实时控制器的异步控制允许非实时控制器将任务参数命令发送到一个或多个不同模块，并将任务触发命令发送到实时控制器，而无需等待来自该一个或多个不同模块和/或实时控制器的反馈，比如确认。因此，在发送任务参数命令或任务触发命令之后，非实时控制器可以快速发送下一任务参数命令或任务触发命令。因此，实时控制器将若干要执行的任务触发命令排队，因此总是被提供下一要执行的任务触发命令。因此，非实时控制器必须足够快，以平均发送足够多的任务参数命令和任务触发命令，但并非每次都精确准时。这可以被理解为意味着非实时控制器侧的延迟不会导致实时控制器侧的延迟。这是有利的，因为该方法使系统能够高速操作，同时降低或消除了操作延迟的风险。

48、在实施例中，确定执行计划的步骤包括确定需要执行任务的顺序，并以所确定的顺序将要执行的任务包括在执行计划中。在本文的实施例中，实时控制器以任务触发命令在实时控制器处接收并排队的顺序执行所排队的任务触发命令。通过以必须执行任务触发命令的顺序向实时控制器提供任务触发命令，实时控制器可以简单地以接收任务触发命令的顺序将任务触发命令排队并执行这些任务触发命令。

49、在实施例中，执行所排队的任务触发命令的步骤包括一个接一个地执行所排队的任务触发命令。

50、在实施例中，与执行计划的任务相关地发送的任务参数命令和任务触发命令中的每一个都设有同步识别符。在本文的实施例中，该方法包括在实时控制器处通过使用同步识别符来对齐由该一个或多个不同模块执行和/或要由该一个或多个不同模块执行的该一个或多个任务的步骤。在本披露内容的上下文中，应理解的是，在系统的操作期间，一个不同模块的任务有时必须等待，直到另一不同模块的另一任务完成。通过提供同步识别符，实时控制器可以清楚地知道哪些任务必须相互对齐。另外，通过借助于同步识别符来对齐一个或多个任务，一旦前一任务几乎或完全完成，就可以开始任务。因此，系统的操作速度保持尽可能高。

51、在另一实施例中，对齐该一个或多个任务的步骤包括在实时控制器处，在通过在实时控制器处执行相关联的任务触发命令来触发模块执行任务之后，检查下一任务是否依赖于当前正在执行的任务。在本文的实施例中，该方法包括在实时控制器处，当确定下一任务依赖于当前正在执行的任务时，在执行该下一任务之前等待来自执行当前任务的模块的确认该任务已完成的确认。根据此实施例，有利地防止了在下一任务所依赖的当前任务几乎或完全完成之前触发和/或执行下一任务。

52、在实施例中，该方法包括在该一个或多个不同模块中的每一个处，当任务由该模块完成时，从该模块向非实时控制器发送指示该任务由该模块完成的响应消息。在本文的实施例中，该方法包括当在具体模块处执行任务失败和/或无法完成时，从该模块向非实时控制器报告模块的错误状态，其中在报告该错误状态后，由非实时控制器触发错误处理模式。通过在确定模块不能完成发送给它的任务时报告错误状态并触发错误处理模式，防止了系统继续操作并输出错误产品，比如装有不正确的离散药剂的袋。根据此实施例，在系统继续正常操作之前，错误将被解决。

53、在本文的另一实施例中，错误处理模式包括以下步骤：

54、-在该非实时控制器处，等待先前执行的任务的、来自该一个或多个不同模块的所有响应消息；

55、-清除从该非实时控制器发送的所有任务参数命令和任务触发命令；

56、-确定是否能够自动校正由该错误状态指示的错误；

57、-当确定能够自动校正该错误时，重新确定该执行计划并发送关于重新确定的执行计划的任务的任务参数命令和任务触发命令；

58、-当确定无法自动校正该错误时，向操作者报告该错误并允许该操作者输入对该错误的校正；

59、-在允许该操作者输入对该错误的校正之后，确定该执行计划是否能够在没有进一步错误的情况下完成；

60、-当确定该执行计划无法在没有进一步错误的情况下完成时，停止执行该执行计划，

61、-当确定该执行计划能够在没有进一步错误的情况下完成时，重新确定该执行计划并发送关于重新确定的执行计划的任务的任务参数命令和任务触发命令。根据此实施例，操作者对系统的操作的干涉保持最小，因为该方法允许自动校正错误，同时保持系统的操作速度尽可能高。

62、根据第四方面，本发明提供了一种系统，具有一个或多个不同模块、非实时控制器和实时控制器，

63、其中该非实时控制器操作性地连接到该一个或多个不同模块中的每一个和该实时控制器，并且

64、其中该实时控制器操作性地连接到该一个或多个不同模块中的每一个和该非实时控制器，

65、其中该非实时控制器被配置用于：

66、-确定执行计划，该执行计划包括将由该一个或多个不同模块执行的一个或多个任务；

67、-对于该执行计划的所确定的任务中的每一个，将任务参数命令发送到这些不同模块中的必须执行该任务的模块，其中该任务参数命令包括执行该任务所需的参数，并且将相关联的任务触发命令发送到该实时控制器，其中该任务触发命令被配置成指示该实时控制器触发相应模块执行与该任务触发命令相关联的任务；

68、其中该实时控制器被配置用于：

69、-在该实时控制器处接收到这些任务触发命令后，将这些任务触发命令排队；以及

70、-执行所排队的任务触发命令以触发相应模块执行相关联的任务参数命令中所指示的任务。

71、根据本发明的第四方面的系统至少具有与关于根据本发明的第三方面的方法描述的相同的技术优点。

72、在实施例中，实时控制器选自包括可编程逻辑控制器(plc)和远程遥测单元(rtu)的组。

73、在实施例中，非实时控制器经由比如以太网连接等非实时连接操作性地连接到该一个或多个不同模块中的每一个和实时控制器，并且其中实时控制器经由比如ethercat和/或硬件i/o线等实时连接操作性地连接到该一个或多个不同模块中的每一个。

74、本说明书中描述和示出的各个方面和特征可以在任何可能的情况下单独应用。这些单独的方面、特别是在所附从属权利要求中描述的方面和特征，可以成为分案专利申请的主题。