CN101910963A - 集成包装系统体系结构 - Google Patents

Abstract

一种包装系统，包括：包装线，包括用于生产含有食品产品的密封包装的灌装机以及通过输送机连接的下游分配设备，所述灌装机和分配设备每个都包括控制系统；线控制器，用于管理包装线的配置、通信、以及控制；公共的高架式消息显示器，用于关于所涉及的设备的运行的视觉信息；以及通信网络，用于将所述线控制器连接到所涉及的设备；其中所述线控制器包括：线配置器，用于通过“即插即用”减小和保护制造车间处的有效线安装、启动和调整；线命令器，用于优化生产期间的线性能和产品流；方案管理器，用于通过改善“易用”的线资源和材料来适应生产灵活性；以及输送机优化器，用于优化沿着输送机的产品运输。

Description

集成包装系统体系结构

技术领域

本发明总体上涉及食品包装(packaging)，并且具体来说涉及可灌入的食品产品的连续密封包装。

背景技术

已知的是，在食品包装厂的工厂车间中通常执行若干具有专门目的的过程、包括：输入的食品储存和包装材料储存、食品加工、食品包装、以及包装仓储。具体就可灌入的食品产品而言，食品包装在包装线中执行，所述包装线之中的每个都是用于生产和处理包装的机器和设备的组装件，并且包括用于生产包装的灌装机(Filling Machine)，接着是通过输送机连接到灌装机的用于处理包装的一个或多个所定义的下游分配设备(Distribution Equipment)配置、比如蓄积器(accumulator)、吸管施加器(straw applicator)、包膜机(film wrapper)、以及纸板包装器。

这种类型的包装的典型例子是被称为利乐无菌砖(tetra

)用于液态或可灌入食品产品的平行六面体形包装，所述包装是通过对层压的包装材料卷材(web)进行折叠和密封而被制造出的。

所述包装材料具有基本上包括一个或多个加劲(stiffening)或强化基层的多层板结构，所述加劲或强化基层通常由纤维材料(例如纸)、或者矿物填充的聚丙烯材料制成，在两侧都被覆盖上多个热封塑性材料层、例如聚乙烯膜。在用于长期储存产品(比如UHT乳)的无菌包装的情况下，所述包装材料还包括气体或光阻隔材料层、例如铝箔或乙烯-乙烯醇(EVOH)膜，所述气体或光阻隔材料层被叠加在热封塑性材料层上，并且进而被覆盖另外的热封塑性材料层，所述另外的热封塑性材料层形成所述包装的最终接触食品产品的内表面。

这类包装在全自动灌装机上被生产，其中从卷材馈送的包装材料中形成连续的垂直管；所述卷材馈送的包装材料通过施加化学杀菌剂(比如过氧化氢溶液)而被杀菌，一旦杀菌完成，则所述化学杀菌剂被从包装材料的表面除去(例如通过加热被蒸发掉)；并且经过杀菌的卷材被保持在封闭的无菌环境中，并且被纵向地折叠和密封以形成垂直管。然后，所述管被向下填充有经过杀菌或无菌处理的可灌入食品产品，并且沿着垂直路径被馈送给成形站(forming station)，在那里，所述管沿着等间距的截面被两对夹头(jaw)夹握住，所述夹头循环地和相继地作用于所述管，并且对所述管的包装材料进行密封以形成通过横向密封条彼此相连接的枕形包(pillow pack)的连续条。枕形包通过切割相关的密封条而被彼此分离，并且被输送给最终的折叠站，在那里，所述枕形包被机械折叠成完成的、例如基本上为平行六面体形的包装。

可替代地，所述包装材料可以被切割成半成品(blank)，所述半成品在成形主轴(spindle)上被成形为包装，并且所述包装被填充有食品产品并且被密封。这种类型的包装的一个例子是被称为利乐皇(Tetra

)的所谓“山墙顶”包装。

现有的第一代包装线通常具有分散的控制、差的配置灵活性或者甚至没有配置灵活性、以及不同的通信信道和自动化解决方案及硬件，并且通常需要定制灌装机和每个分配设备中的线自动化软件。

因此，现有包装线自动化和控制系统不能提供为了满足对食品安全和跟踪能力(traceability)以及对更高的生产通用性的不断增加的市场需求所需的灵活性和功能特征。

然而，无论其年头如何，许多遗留自动化和控制系统都继续提供保证其升级的有价值的功能，意味着生产管理想要延长的巨大资本投资。

因此，不断增加的需要是摸索一种包装厂自动化演化方案、具体来说以新一代包装线为特征的集成解决方案、比如集中和鲁棒的自动化控制、增加的配置灵活性、相同的通信信道和自动化解决方案及硬件、以及不需要定制灌装机和分配设备中的线自动化软件。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足前述需要的新一代包装线。

该目的通过本发明来解决，其中本发明涉及所附权利要求中所限定的包装系统。

附图说明

为了更好地理解本发明，下面参考附图(并不是全部按照比例的)来描述优选实施例，所述优选实施例旨在为纯粹举例的方式，而不应被认为是限制性的，附图：

●图1示意性地示出了根据本发明第一实施例的集成包装系统；

●图2示出了描述图1的包装系统的总体系结构的框图；

●图3示出了描述图1的包装系统的以太网的总拓扑的框图；

●图4示意性地示出了图1的包装系统的分配设备的布局；

●图5至8示出了描述根据本发明第一实施例的集成包装系统的不同示意性布局的框图；

●图9示出了描述包装线中的软件的模块化体系结构的框图；

●图10至16示出了图形用户界面在配置包装线期间的不同配置窗口；

●图17和18示出了在线命令器与分配设备之间被交换以实施启动/停止策略的命令和回复消息；

●图19至21示出了在线命令器与分配设备之间被交换以实施包装流控制策略的命令和回复消息；

●图22示出了与方案(Recipe)配置功能相关的配置窗口；

●图23和24示例性示出了与两个不同的线方案相关的初始、中间、以及最终包装；

●图25示出了描述线方案定义过程的框图；

●图26示出了与输送机设定功能相关的配置窗口；

●图27示出了与输送机润滑和清洗功能相关的配置窗口；

●图28示意性地示出了由PLMS中心执行的任务；

●图29示出了描述由PLMS中心执行的包装跟踪能力任务的框图；

●图30至34示出了描述根据本发明第二实施例的集成包装系统的不同的示意性布局的框图。

具体实施方式

提供有下面的讨论，以使得本领域的技术人员能够作出和使用本发明。在不偏离本发明的保护范围的情况下，对实施例的各种修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，本发明并不旨在被所示实施例限制，而是应当给予与在此所公开和在所附权利要求书中所限定的原理和特征一致的最大范围。

图1示出了根据本发明实施例的集成单线包装系统(PS)的示意性布局。该包装系统包括：

●包装线(PL)，其包括灌装机或设备(FM)，接着是通过输送机(C)彼此级联或级联到灌装机(FM)的一个或多个所定义的下游分配设备(DE)配置、比如蓄积器、吸管施加器、盖施加器、把手施加器、纸板包装器、包膜机、配置切换器(switch)、动态切换器、以及托盘(Pallet)系统，这些部件本身都是公知的，并且因此将不予以详细描述。具体来说，灌装机可操作以选择性地生产一种或不同类型的密封包装，其中所述密封包装含有通过灌入而被引入到所述包装中的一种或不同食品产品，并且所述密封包装由包括至少一个加劲或强化基层和一个或多个热封塑性层的多层板(层压)包装材料制成，并且每个分配设备都可操作以对输入的各个密封包装或密封包装组执行相应的包装操作；

●线控制器(LC)，其被设计和编程为为了优化灌装机与分配设备之间的交互而管理包装线的配置、通信、以及控制，以改善生产期间的包装线性能和产品运输；

●包装线监控系统(PLMS)中心，其被设计和编程为与线控制器协作以测量、分析、以及优化包装线的运行性能；

●公共的高架式(overhead)消息显示器，其被设计为提供关于灌装机和分配设备的运行的基本视觉信息、比如生产信息、设备停机、材料请求、线阶段等等；以及

●公共的通信信道基础设施，其包括：基于交换机的、例如具有星形拓扑的以太网，并且其被设计为将线控制器连接到灌装机、分配设备、以及消息显示器；以太网，其被设置为将线控制器连接到PLMS中心；现场总线(Fiedlbus)、例如设备网(Devicenet)网络，其被设计为将线控制器连接到输送机；数字I/O，其被设计为将线控制器连接到输送机润滑单元；以及安全总线，其被设计为提供线控制器、灌装机、分配设备、以及输送机中的基于区域的安全PLC之间的安全串行通信，以允许更容易地满足集成制造系统中的法规要求(例如ISO11161，Packaging Line CE marking at customer site(客户场所处的包装线CE标记))。

图2示意性地示出了该包装系统的总体系结构，而图3示意性地示出了所述以太网的总拓扑，其中与图1中的附图标记相同的附图标记指代相同的元素。

图4示意性地示出了一种分配设备，所述分配设备装备有：进料(in-feed)输送机，其配备有基于电阻器的队列的光电元件(photocell)传感器(溢出传感器)以及基于电阻器的计数的光电元件传感器(速度传感器)；出料(out-feed)输送机，其配备有基于电阻器的队列的光电元件传感器；以及本地可编程逻辑控制器(PLC)，其被设计为储存和执行本地控制软件模块，所述本地控制软件模块被配置为个别地控制进料和出料输送机以及提供同构和标准的接口。

包装线中的每个输送机(除分配设备的进料和出料输送机以外，并且因此不应将所述输送机与分配设备的进料和出料输送机混淆)可以是分流(bypass)型、切换(switch)型、以及运输机型，并且后者进而可以是蓄积(accumulation)型或者简单启动/停止型。每个输送机都直接由线控制器来电子控制，并且配备有：输送机管理器，其基于自动化分配概念和现场总线技术；输送机电机，其装备有变频器单元和I/O单元遥控；以及基于菊花链拓扑的配电(380V和24V)。

配置切换器以静态方式定义包装流路径，使得包装线在同一生产批次期间采取同一配置、亦称线方案(line recipe)，这将在后面予以更详细地描述。具体来说，配置切换器的位置在包装线的初始配置期间根据所选线方案人工或自动地被定义，并且在所有生产阶段期间保持相同。

动态切换器以动态方式定义包装流路径，使得包装线在同一生产批次期间采取不同配置。具体来说，动态切换器可以被人工或自动操作以改变其在生产阶段期间的运行位置，但是其不是用于在生产期间连续控制所述流的设备。例如，动态切换器可以用于将包装流重新引导到后备分配设备，以便避免包装线的拥塞。

图5至图8示出了包装线的四个不同例子。具体来说，图5示出了直线包装线，其依次包括灌装机、蓄积器、纸板包装器、以及纸板盘(tray)包装机。图6示出了如下的包装线：其依次包括灌装机、蓄积器、第一配置切换器、盖施加器和吸管施加器、第二配置切换器、以及纸板包装器，所述盖施加器和吸管施加器在操作上被并联布置并且是可选地可操作的，其中所述两个配置切换器允许可替代地选择两个不同的路径、并且因此两个不同的包装流：一个包括盖施加器、另一个包括吸管施加器，所述施加器不能一起工作。图7示出了如下的包装线：其依次包括灌装机、蓄积器、第一配置切换器、在操作上被并联布置的包膜机和分流输送机、第二配置切换器、以及纸板包装器，其中所述两个配置切换器允许绕过包膜机，由此选择性地提供两个不同的路径、以及由此两个不同的包装流：一个包括包膜机、另一个不包括包膜机。图8示出了如下的包装线：其依次包括灌装机、蓄积器、第一动态切换器、在操作上被并联布置的第一盖施加器和第二盖施加器、第二动态切换器、以及纸板包装器，其中所述两个动态切换器允许同时使用两个盖施加器，由此提供单个包装流。

所述线控制器包括独立的控制台或机箱(cabinet)，所述独立的控制台或机箱装备有：人机界面(HMI)，其包括显示面板和键盘；以及基于PLC的控制系统，其被设计为储存和执行模块化体系结构的软件应用或者工具，所述软件应用和工具被配置为通过标准通信与灌装机和分配设备中的本地软件模块协作，以控制和监督包装线的运行。所述模块化体系结构的软件和标准接口允许在单个设备的软件中没有任何定制的情况下管理不同的包装线复杂度(灌装机和分配设备的不同布局和种类)。与上一代包装线相比，这允许灌装机和分配设备中的标准软件被保持并且所有的定制参数被收集到线控制器中。其优点是灌装机和分配设备中的高水平标准化，因此易于维护灌装机和分配设备。出于本发明的目的，措辞“软件应用”旨在是将计算机的能力直接用于用户希望执行的任务的计算机软件的所定义的子类。

图9示出了描述线控制器中和灌装机和分配设备中的模块化体系结构软件的框图。

详细而言，线控制器中的软件应用包括：

●线配置器，其是支持“即插即用(plug and play)”的工具，其被设计为减小和保护制造车间处的有效的包装线安装、启动、以及调整；

●线命令器(commander)，其是被设计为优化生产期间的包装线性能和产品流的主控制器工具；

●方案管理器，其被设计为通过改善“易用(easy to use)”的包装线资源和材料来适应生产灵活性的管理工具；

●输送机优化器，其是被设计为优化沿着输送机的产品运输的工具。

所述线配置器是被设计为提供图形用户界面(GUI)的软件应用，所述图形用户界面允许操作员或专业技术员选择/实施四个不同的配置功能、即：

●机器检测，

●布局配置，

●布局关联，以及

●线设定。

所有这些功能实现“即插即用”机制并且使得能够在启动阶段期间在减小配置和调整时间的情况下灵活地使包装线参数化。

图10至16示出了所述图形用户界面在配置包装线期间并且与前述机器检测、布局配置、以及布局关联功能相关的配置窗口的例子。

所有配置窗口都在其底部区域中显示多个软键，所述软键被并排布置并且依次包括：与语言和口令设定相关的软键、与警报设定有关的软键、与对普通操作员允许的设定相关的软键、与仅对专业技术员允许的设定相关的软键、与上述方案管理器相关的软键、与上述线配置器相关的软键、以及允许操作员在所述配置窗口的范围内移动的导航软键。

图10示出了与机器检测功能相关的配置窗口。当操作员点击被显示在该图形用户界面的右上角的机器检测软键时，线配置器自动地检测和标识出包装线中的灌装机、分配设备、以及输送机，并且上传其生产能力。为了实现这一点，线配置器将标识请求发送给包装线中的灌装机和分配设备，所述灌装机和分配设备通过将其在公共通信网络中的地址发送给线控制器来进行回复。基于此，线配置器探测发回其ID卡消息的灌装机和分配设备的标识和产品信息。图10中所示例子涉及具有IP地址10.0.0.25的灌装机(FM)的检测。

当包装线中的灌装机、分配设备、以及输送机已经被检测和标识出并且其运行参数已经被上传时，操作员被允许点击布局配置软键以图形化地构建包装线布局。图11示出了与布局配置功能相关的配置窗口。具体来说，当操作员点击被显示在该图形用户界面的右上角的布局配置软键时，布置图形化编辑器被提供，其允许操作员通过在线控制器的显示器上绘制灌装机和各个分配设备以及输送机来图形化地创建包装线布局以及设置其生产/运行参数。具体来说，所述图形用户界面被设计为提供被划分成矩阵布置的正方形显示像素的显示区域，并且包装线布局的图形化绘制可以通过如下方式进行：操作员简单地重复点击显示像素以顺序地显示不同类型的灌装机、分配设备、以及输送机的图形化表示、生产/运行能力，其中所述项目之中的每个都被储存在合适的数据库中。

一旦包装线布局已经被完全图形化地绘制出，则操作员被允许点击布局关联软键以将灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机的图形化表示与真实包装线中的所标识出的灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机相关联。图12示出了与布局关联功能相关的配置窗口。具体来说，当操作员点击被显示在该图形用户界面的右上角的布局关联软键时，操作员被允许图形化地逐个选择灌装机、分配设备、以及输送机的图形化表示并且将所选图形化表示与所标识出的灌装机、分配设备、以及输送机相关联。被显示在所选(多个)像素中的灌装机、分配设备、以及输送机的图形化表示与所检测到的灌装机、分配设备、以及输送机的关联包括匹配检查以防止错误关联或者与在将被配置的真实包装线中非实际存在的灌装机、分配设备、以及输送机相关联。图12中所示的例子涉及将两个所选像素(用白色背景示出)与TP A3/FLEX灌装机相关联。

一旦灌装机、分配设备、以及输送机的所有图形化表示都已经与相应的所标识出的灌装机、分配设备、以及输送机相关联，并且在线方案已经被专业技术员创建以后(这将在后面参考图22至26关于方案管理器予以详细描述)，可以由专业技术员通过点击被显示在该图形用户界面的底部区域上的线设定软键来配置包装线。图13至16示出了与线设定功能相关的配置窗口。具体来说，当专业技术员点击线设定软键时，所述图形化用户界面允许选择和实施三个不同的配置功能、即：

●线调整；

●灌装机模式；以及

●蓄积模式。

具体来说，图13和14示出了与线调整功能相关的配置窗口。当专业技术员点击线调整软键时，所述图形化用户界面允许操作员选择有效的(active)灌装机、分配设备和输送机、以及与该生产批次相适应的生产路径并且在线设置或改变在启动和生产阶段期间将被使用的不同的包装线自动化参数和配置，以优化包装线性能。所有调整和自动化参数都被储存在紧凑式闪存(compact flash memory)卡中，并且在选择线方案时被加载，这将在后面予以详细描述。图13和14中所示的例子涉及分别设置包装线的总体参数、比如分配设备的额定能力和过载能力(overcapacity)、溢出光电元件传感器的滤波时间、对启动/停止命令的延迟等等，以及设置包装线中的每个个别输送机的特定参数、比如输送机类型、光电元件传感器的参数、包装间距、加速时间等等。

图15示出了与灌装机模式功能相关的配置窗口，所述配置窗口允许操作员设置灌装机的可选生产能力(包装/小时)、动态生产能力(包装/小时)、以及自动重启类型(人工/自动)。

图16示出了所述图形用户界面的与蓄积模式功能相关的配置窗口，所述配置窗口允许操作员设置包装线中的每个个别蓄积器的参数、比如其是否可用于动态速度、包装间距、灌装器的水平停止和水平启动等等。

回到线控制器的软件应用，线命令器是被设计为优化包装线性能和控制包装运输的软件应用。为了避免包装损坏、尤其是防止包装由于分配设备的入口处的长队列或者相对于包装线能力而言的高包装流速率而发生碰撞、以及保证无菌完整性，该功能是非常重要的。

具体来说，启动/停止策略定义灌装机和分配设备在包装线中的任何灌装机和分配设备的启动/停止之后的启动/停止序列和延迟，以便防止在生产的启动/停止过渡阶段期间在任何分配设备的入口处形成长度超过给定值的包装队列。通过这种方式，与上一代包装线相比，本发明的线控制器允许提前(anticipate)或延迟灌装机或任何分配设备的启动/停止，因此使得例如可以使在分配设备中提前接收到包装或者推迟上游灌装机或分配设备的重启。

所述流控制策略是对包装线中的包装流的动态控制。对包装流的调节和控制允许在包装或包装单元之间实现基本恒定的间距，以便防止其碰撞以及在包装线的能力在蓄积器出料阶段期间的连续改变的期间防止在任何分配设备的入口处形成长度超过给定值的包装队列。

控制包装流和分配设备能力的可能性允许包装线的能力适应于客户工厂(码堆机、托盘包装机、客户设备)的真实能力。所述能力适应进而使得可以以恒定的流处理包装，其中所述恒定的流保证对包装运输的更佳控制。利用在创建常规包装流的情况下以可用的最大能力来处理包装的分配设备，该功能保证与上一代包装线相比更高的灵活性。用于控制包运输的所有参数对于每个包装线布局都各不相同。

具体来说，线命令器被设计为在生产期间执行下列任务：

●包装线监督：包装线的灌装机、分配设备、以及输送机的运行被监督，以优化包装线性能和产品运输。基本视觉信息、比如生产信息、设备停机、材料请求、线阶段等等通过公共高架式消息显示器被提供，而详细的视觉信息通过线控制器的显示器被提供，其中生产页面被显示，其中包装线的各个部分基于将要提供的信息而被不同地着色、并且具体来说：

-绿色：生产

-灰色：在线方案中不存在

-白色：准备

-闪动的绿色：为生产准备好

-黄色：阻塞

-闪动的黄色：阻塞；灌装机或分配设备接收或输送包装，但是存在警报；

●命令传送和自动重启：启动/停止命令根据驱动包装线中的启动/停止阶段的启动/停止策略而被传送给包装线中的灌装机、分配设备、以及输送机(除灌装机和分配设备的并且直接由线控制器控制的那些之外)。例如，当不再有包装从上游分配设备到达时或者当下游分配设备被阻塞时，分配停止，从而防止包装碰撞或被损坏；并且当在分配设备的出料输送机中，队列光电元件传感器激活时，该分配设备自主地停止，并且线命令器停止(多个)上游分配设备；

●运行参数传输：运行参数被传输给包装线的灌装机和分配设备以优化包装线性能和产品运输；

●产品流控制策略：一种算法，其被实施以通过动态地调节灌装机和每个单个分配设备的能力来优化生产和包装流，从而最小化包装队列并且优化包装蓄积。灌装机和分配设备运行状态被收集并且用于灌装机和每个分配设备的命令基于产品流控制策略而被生成。例如，当在分配设备的进料输送机中，速度光电元件传感器激活时，该分配设备增加其能力并且不采取包装线级的任何行动；并且当在分配设备的进料输送机中，溢出光电元件传感器激活时，线命令器降低上游分配设备的能力。

图17和18示出了在线命令器与分配设备之间被交换以实施启动/停止策略的命令和回复消息，而图19至21示出了在线命令器与分配设备之间被交换以实施包装流控制策略的命令和回复消息。

具体来说，图17示出了在自动启动过程期间在线命令器、蓄积器、以及三个下游分配设备(分别由“设备(i-1)”、“设备(i)”、以及“设备(i+1)”来指代)之间交换的命令和回复消息。详细而言，当蓄积器和分配设备已经向线命令器通知所述蓄积器和分配设备为生产准备好时，线命令器通过给蓄积器发送如下命令来初始化所述蓄积器：该命令含有进料和出料能力(在该例中都等于24,000包装/小时)和表示由灌装机进行的生产已经启动的信息。然后，当蓄积器开始接收包装而且输送包装时，其通过相应的消息相应地通知线命令器。然后，线命令器通过给三个分配设备发送如下各个命令来初始化所述三个分配设备：该命令含有所述分配设备的额定能力和过载能力(在该例中分别等于24,000和24,000+MAX％包装/小时)和表示由灌装机进行的生产已经启动的信息。然后，当所述分配设备开始接收包装而且也输送包装时，其通过相应的消息相应地通知线命令器。

图18示出了在自动立即停止过程期间在图17的线命令器、蓄积器、以及三个下游分配设备之间交换的命令和回复消息。详细而言，当分配设备(在该例中为由“设备(i)”指代的那个)阻塞时，线命令器通过来自被阻塞的分配设备的相应消息而被通知该事件。响应于该消息，线命令器将立即停止命令发送给位于被阻塞分配设备上游的分配设备、在该例中为由“设备(i-1)”指代的分配设备以使该分配设备立即停止(即在未完成对已经馈送给该分配设备的包装的处理的情况下)，并且将正常停止命令发送给位于被阻塞分配设备下游的分配设备、在该例中为由“设备(i+1)”指代的分配设备以使该分配设备正常地停止(即在已经完成对已经馈送给该分配设备的包装的处理以后)。位于被阻塞的分配设备上游的分配设备确认来自线命令器的命令的接收，并且随后通过相应消息向线命令器通知其为生产准备好。随后，线命令器将立即停止命令发送给蓄积器以立即停止该蓄积器，并且该蓄积器自主地开始包装接收状况，并且通过相应的消息相应地通知线命令器。最后，当被阻塞的分配设备在操作员干预以后恢复为可操作时，被解除阻塞的分配设备通过相应的消息通知线命令器。

图19示出了当仅位于灌装机下游的第一分配设备(在该例中为由“设备(i)”指代的分配设备)的进料输送机的速度光电元件传感器激活时在线命令器与两个下游分配设备(由“设备(i)”和“设备(i+1)”来指代)之间交换的命令和回复消息。如所示的那样，最初，线命令器通过给两个分配设备发送含有所述分配设备的运行额定能力和过载能力(在该例中分别为24,000和24,000+MAX％包装/小时)的相应命令来初始化所述两个分配设备。当第一分配设备的进料输送机的速度光电元件传感器激活时，第一分配设备自主地将其运行能力从额定能力切换到过载能力，并且通过发送相应的消息相应地通知线命令器。响应于该消息，线命令器给第二分配设备“设备(i+1)”发送命令以将其运行能力从额定能力切换到过载能力。在一段时间以后，第一分配设备“设备(i)”的速度光电元件传感器应当解除激活(deactivate)，并且当发生该情况时，第一分配设备自主地将其运行能力从过载能力切换到额定能力，并且通过发送相应的消息相应地通知线命令器。响应于该消息，线命令器给第二分配设备“设备(i+1)”发送命令以将其运行能力从过载能力切换到额定能力。

图20示出了当图19的两个下游分配设备二者的进料输送机的速度光电元件传感器都激活时并且当第二分配设备“设备(i+1)”的进料输送机的溢出光电元件传感器激活时在线命令器与所述两个下游分配设备之间交换的命令和回复消息。在该场景中，两个分配设备以与前面参考图19已经描述的方式相同的方式通过自主地将其运行能力从额定能力切换到过载能力并且相应地通知线命令器而对各个速度光电元件传感器的激活作出反应。当第二分配设备“设备(i+1)”的进料输送机的溢出光电元件传感器激活时，线命令器通过来自第二分配设备“设备(i+1)”的相应消息被相应地通知。响应于该消息，线命令器给第一分配设备“设备(i)”发送命令以将其当前的过载能力减小到等于额定能力的值、在该例中为24,000包装/小时。在一段时间以后，第二分配设备“设备(i+1)”的溢出光电元件传感器应当解除激活，并且当发生该情况时，线命令器通过来自第二分配设备“设备(i+1)”的相应消息被相应地通知。响应于该消息，线命令器给第一分配设备“设备(i)”发送命令以恢复其过载能力的初始值、在该例中为24,000+MAX％。

图21示出了当中间分配设备(在该例中为由“设备(i)”指代的分配设备)的进料输送机的速度和溢出光电元件传感器二者都激活时在线命令器、蓄积器、以及三个下游分配设备(由“设备(i-1)”、“设备(i)”、以及“设备(i+1)”来指代)之间交换的命令和回复消息。如所示的那样，最初，线命令器通过给蓄积器发送含有进料和出料能力(在该例中分别为24,000和24,000+MAX％包装/小时))的命令来初始化该蓄积器，并且通过给三个分配设备发送含有所述分配设备的运行额定能力和过载能力(在该例中都等于24,000+MAX％包装/小时)的各个命令来初始化所述三个分配设备。当第二分配设备“设备(i)”的进料输送机的速度和溢出光电元件传感器二者都激活时，线命令器通过来自第二分配设备“设备(i)”的相应消息被通知溢出光电元件传感器的激活。响应于该消息，线命令器给蓄积器和第一分配设备“设备(i-1)”发送命令以将前者的出料能力和后者的过载能力减小到等于蓄积器的进料能力的值、在该例中为24,000包装/小时。在一段时间以后，第二分配设备“设备(i)”的溢出光电元件传感器应当解除激活，并且当发生该情况时，线命令器通过来自第二分配设备“设备(i)”的相应消息被相应地通知。响应于该消息，线命令器给蓄积器和第一分配设备“设备(i-1)”发送命令以恢复前者的初始值出料能力和后者的过载能力、在该例中为24,000+MAX％包装/小时。

最后，线命令器被进一步设计为根据节能策略启动对灌装机和生产中所涉及的分配设备进行预热，其中所述节能策略旨在防止灌装机和所涉及的分配设备在其它机器设备还在预热耐完全预热。具体来说，线命令器被设计为允许基于环境运行状况为灌装机和每个涉及的分配设备设置预热启动时间。

回到线控制器中的软件应用，方案管理器是如下的软件应用：其被设计为自动地将包装线配置为实施由操作员通过线控制器所选择的线方案，其中在所述线方案期间，包装线中的灌装机和各个分配设备的集合被标识出以在生产所期望的最终包装单元中协作。具体来说，包装线中的灌装机和每个个别分配设备被配置为实施被储存在相应灌装机和分配设备中的一个或多个可选的设备方案，并且允许生产特定的中间包装单元。更详细而言，用于灌装机的设备方案定义将被该灌装机生产的密封包装的类型，而用于分配设备的设备方案定义该分配设备将对各个密封包装或密封包装组执行的一个或多个操作。

更加详细而言，线方案规定：

●包装线布局(包装路径)、即最终包装单元的生产中将要涉及的分配设备和输送机；

●将由灌装机和所涉及的分配设备实施的设备方案；以及

●包装线自动化参数、即将在包装线中被用于控制包装流的运行参数(输送机速度、光电元件定时、控制/命令延迟、灌装机和分配设备能力)；

而设备方案规定：

●方案定义参数，其标识出将被生产的密封包装或包装单元的特性、或者将被执行的操作。例如，对于纸板包装器而言，这些参数可以包括盘中的包装样式、以及盘的类型，而对于灌装机而言，这些参数可以包括包装的容量和形状、开启设备(opening device)的类型等等；以及

●依赖于方案的运行参数、比如速度、温度、压力等等，所述运行参数是特定针对由方案定义参数所定义的密封包装、包装单元、或者操作。

所述线方案和设备方案基于可缩放和模块化的概念、即设备方案收集每个机器或设备为了获得所定义的包装单元所需的所有信息，而线方案仅仅涉及这些设备方案。通过这种方式，线方案不需要直接含有灌装机和每个分配设备的所有具体参数，而是仅仅考虑到所定义的设备方案集合。

因此如图22所示，当操作员通过线控制器的键盘选择由相关联的名称或ID码所标识出的所期望的线方案时，方案管理器被配置为确定在对应于所选线方案的所期望的最终包装单元的生产中将要涉及的各个中间包装单元。基于此，方案管理器确定特定的包装线布局、即包装线中的在对应于所选线方案的所期望的最终包装单元的生产中将要涉及的各个分配设备的特定布置、以及由相关联的名称或ID码标识出各个设备方案，该各个设备方案在为所标识出的中间包装单元的生产而实施的灌装机和每个个别标识出的分配设备中。当各个设备方案已经被标识出时，方案管理器被配置为将储存在前述紧凑型闪存卡中且与所述线方案相关联的包装线调整和自动化参数上传到线控制器中并且在生产开始以前把将被实施的相应各个设备方案和所上传的调整和自动化参数下载到灌装机和所标识出的分配设备中。灌装机和每个所标识出的分配设备上传被储存在相应紧凑型闪存卡中并且与从方案管理器所接收的设备方案相关联的运行参数。

图23和24示例性示出了与名称分别为Red和Green的两个不同的线方案相关的初始、中间、以及最终包装单元，而图25描述了线方案定义。

为了实现这一点，方案管理器被设计为允许选择和执行下列功能以及执行下列任务：

●方案配置，其允许操作员创建(定义/编辑)和储存线方案以及通过方案管理器软键执行不同的操作、比如包装线布局定义、线和设备方案选择、包装线能力定义等等。为了允许创建线方案，方案管理器被设计为从灌装机和分配设备上传与设备方案相关联的生产/运行参数。图16示出了与方案配置功能相关的配置窗口；

●方案执行，其允许通过方案管理器软键选择和启动软键所创建的线方案；

●生产联锁(interlocking)，其允许减小在控制关键生产参数方面的对人的依赖性；

●机器联锁，其允许避免线方案和设备方案之间的失配；

●布局联锁，其允许避免布局配置中的失配；

●生产材料联锁，其允防止由操作员引入到灌装机中和所涉及的分配设备中的材料(包装材料、盖、吸管、胶等等)的类型与线方案中所定义的材料的类型之间的任何失配；

●PLMS数据处理器(handler)，其允许自动将与所选线方案相关的工厂车间数据提供给产品和包装线监控系统(PLMS)中心，这将在后面予以详细描述。

以自动方式控制线方案参数(生产中使用的原材料、单个分配设备的配置)的可能性增加由包装线生产的最终包装单元的质量水平，并且实现对生产中所使用的原材料的跟踪能力。另一特性是将线命令器和输送机优化器的特定线自动化参数用于每个方案，这保证优化线性能。另外，线管理器保证将正确的参数化用在有效的线方案中。

再次参考线控制器中的软件应用，输送机优化器是被设计为优化沿着生产线的包装运输的软件应用。具体来说，输送机优化器允许操作员选择和执行下列功能：

●输送机设定，其允许操作员设置包装线中的每个输送机(除灌装机和分配设备的并且直接由线控制器控制的那些之外)的运行参数(比如输送机速度、包装宽度、包装间距)、配置切换器参数、蓄积功能等等。图26示出了与输送机设定功能相关的配置窗口。图26中所示的例子涉及输送机LCC1的运行参数的设置；以及

●润滑和清洗，其允许操作员操作输送机润滑和清洗单元。图27示出了与输送机润滑和清洗功能相关的配置窗口。

回到图1，PLMS中心是一种数据管理系统，其被设计为监控包装线中的灌装机和分配设备的运行性能以及基于厂车间数据使运行设备性能最大化。PLMS中心还提供强大和易用的工具来分析运行设备性能和过程工况。运行性能数据在包装线处被自动捕获和记录。本地人工输入交互使得数据变得全面。给工厂办公室级的信息分配允许实时监督和历史分析。PLMS中心允许通过及时标识出停机时间问题来获得最优结果。所述对生产性能细节的分析标识临界(critical)的正在执行的设备，并且图表和报告是用于标识出最高停机时间原因的工具。

由PLMS中心所提供的主要特征之一是跟踪能力和过程监控功能。通过图形用户界面提供有操作员表单(sheet)，其是生产纸质手写文件的电子替换物。数据可以根据操作员的需求被录入，或者基于设备事件自动被系统请求。数据录入可以通过人工输入或者使用条形码扫描器。操作员表单中所记录的数据例如可以是操作员生产检查、包装线所使用的材料(比如包装材料、条、盖、吸管等等)、特殊生产事件(比如批次id、批次起始、批次停止等等)、操作员ID、本地定义的自定义事件等等。基于在灌装机处所记录的数据，PLMS中心执行性能分析并且提供操作员表单报告。这允许在生产期间监控过程参数和临界控制点。过程监控提供对机器过程变量执行先进故障诊断的可能性。

PLMS中心还允许通过时间同步获得全面的跟踪能力。事实上，PLMS中心提供将数据记录时间与中央时间同步系统同步的可能性，并且记日期(dating)单元时钟在本地通过PLMS数据记录系统时钟被同步。

更详细而言，如图28所示，PLMS中心被设计为执行下列任务：

●性能分析，

●实时显示，

●过程分析，

●包装跟踪能力，以及

●制造执行系统(MES)集成器(Integrator)。

具体来说，性能分析任务包括：

●利用图形的分析：

-包装线、灌装机和分配设备性能分析，

-包装线和灌装机性能比较，

-效率分析，

-停机时间、浪费和频率分析，以及

-趋势；

●利用报告的分析：

-生产、浪费、停机、总结报告，

-事件报告；

●操作员表单报告；以及

●按照轮班、日、星期、月、或者年的分析，

实时显示任务包括：

●包装线监督：

-包装线实时状态综述，

-灌装机和分配设备状态，

-生产的包装计数器，

-包装浪费指示，以及

-设备事件列表；

●短期分析工具：

-当前和以前的轮班/日分析；

-前10个停机理由列表，以及

-主线性能度量。

过程分析任务包括：

●过程变量趋势检查，

-模拟变量，

-数字变量，

-设定点值；以及

●过程分析：

-用于绝对/相对值的光标，

-变量比较，以及

-缩放和平移(zoom and pan)功能。

包装跟踪能力任务包括：

●每包装的过程跟踪：

-过程参数，

-设定点值，以及

-相关事件历史(停机、清洗等等)；

●每包装的材料清单：

-操作员表单信息，

-包装材料/条/拉环/盖，以及

-产品批次ID。

最后，MES集成器任务提供基于XML标准的开放接口，并且包括：

●每批次的跟踪：

-性能指示器，

-计数器值(所生产的包装/单元、浪费等等)，以及

-相关事件历史；

●每批次的材料清单：

-操作员表单信息，

-包装材料/条/拉环/盖，以及

-产品批次ID。

图29更详细地示出了由PLMS中心执行的包装跟踪能力任务。当接收到关于特定产品的查询时，基于被记录在历史数据库中以及来自灌装机的数据，PLMS中心可以提供不同的输出、包括显示在图形用户界面的窗口中的图表、以及包括诸如如下信息的报告：温度、机器设定、产品水平、关于上次预先杀菌、上次就地清洗(CIP)、上次拼接(splice)、上次停机等等的信息。

图30至34示出了根据本发明第二实施例的集成包装系统的不同的示意性布局，其中与图1中的附图标记相同的附图标记指代相同的元素。

图30至34中所示的包装系统与图1中所示的包装系统的不同之处在于，所述包装系统是所谓的多切换器(multi-switch)型。具体来说，与所谓的多线(multi-line)包装系统不同(其中提供有多个可操作的独立包装线、即不共用分配设备的包装线)，多切换器包装系统包括多个在操作上协作的包装线、即被布置为共用一个或多个分配设备的包装线，从而增加客户的灵活性和生产可变性。

在这样的多切换器包装线中，方案管理器将被设计为标识出在对应于所选线方案的最终包装单元的生产中将涉及的灌装机和分配设备的特定配置、以及为对应于所选线方案的最终包装单元的生产将要实施的灌装机和所涉及的一个或多个分配设备中的各个设备方案。

多切换器包装系统可以包括：单层(single-tier)控制体系结构，其具有单个公共线控制器，所述单个公共线控制器被编程为为了优化灌装机与分配设备之间的交互而管理所有包装线的配置、通信和控制，以改善生产期间的多切换器包装系统性能和产品运输；或者双层控制体系结构，其具有用于每个包装线的从线控制器和用于从线控制器的主线控制器。在单层控制体系结构中，PLMS中心被编程为与公共线控制器协作，而在双层控制体系结构中，PLMS中心被编程为与主线控制器或者与从线控制器协作、或者与主线控制器和从线控制器二者协作。

申请人在食品包装领域中所进行的广泛调查已经显示：为了满足客户的需求，需要多切换器包装系统的三种主要的体系结构拓扑、即：

●生产差别化：图30示出了具有如下布局的多切换器包装系统：其中两个单个包装线共用公共的纸板包装器。具体而言，第一包装线依次包括：灌装机、蓄积器、吸管施加器、第一配置切换器、从第一配置切换器分开并且合并到纸板包装器中的第一和第二支路，其中第一分支包括包膜机和第二配置切换器，并且第二支路包括第三配置切换器。第二包装线依次包括：灌装机、蓄积器、盖施加器、以及连接到第一包装线的第二分支中的第三配置切换器的第四配置切换器。图30中所示的布局允许同时实施三个可能的线方案，所述线方案用实线箭头、短划线箭头、以及点线箭头来描述，具体而言：

-第一线方案(实线箭头)，其中包装仅仅流经第一包装线，并且具体而言，流经灌装机、蓄积器、吸管施加器、第一配置切换器、第一支路、以及纸板包装器；

-第二线方案(短划线箭头)，其中包装仅仅流经第一包装线，并且具体而言，流经灌装机、蓄积器、吸管施加器、第一配置切换器、第二支路、以及纸板包装器；以及

-第三线方案(点线箭头)，其中由第二包装线中的灌装机生产的包装流经第二包装线，并且通过第二和第三配置切换器而被重新引导到第一包装线中的纸板包装器；

在另一未示出的布置中，两个被配置为生产不同形状的包装的灌装机可以共用所有的下游分配设备。

●后备：图31示出了具有如下布局的多切换器包装系统：其允许来自一个包装线的包装流被重新引导到另一包装线，从而增加分配设备维护和故障的情况下的灵活性。具体来说，图31所示的包装系统包括两个相同的单包装线，所述单包装线每个都依次包括：灌装机、蓄积器、配置切换器、吸管施加器、以及纸板包装器，其中两个配置切换器相互连接以允许一个包装线中的吸管施加器和纸板包装器处理由另一包装线中的灌装机生产的包装。图31中所示的布局允许同时实施四个可能的线方案，所述线方案用实线箭头、短划线箭头、以及点线箭头来描述，具体而言：

-第一线方案(实线箭头)，其中包装仅仅流经第一包装线；

-第二线方案(实线箭头)，其中包装仅仅流经第二包装线；

-第三线方案(短划线箭头)，其中由第一包装线中的灌装机生产的包装流经同一包装线中的蓄积器、两个彼此连接的配置切换器、以及第二包装线中的吸管施加器和纸板包装器；以及

-第四线方案(点线箭头)，其中由第二包装线中的灌装机生产的包装流经同一包装线中的蓄积器、两个彼此连接的配置切换器、以及第一包装线中的吸管施加器和纸板包装器；

●流合并：图32和33示出了具有如下布局的多切换器包装系统：其允许两个包装流合并成一个包装流，从而减小生产中所涉及的分配设备的数目。具体来说，在图32所示的多切换器包装系统中，公共的码堆机在两个包装线之间共用，其中第一包装线包括：灌装机、蓄积器、以及盖施加器，并且第二包装线包括：灌装机、蓄积器、盖施加器、合并器(merger)、纸板包装器、纸板盘包装机、以及码堆机。在图33所示的多切换器包装系统中，公共的码堆机和公共的包膜机在两个相同的包装线之间共用，所述包装线每个都包括：灌装机、蓄积器、盖施加器、以及纸板包装器。在另一未示出的布局中，包装线共用公共的包膜机，并且每个都包括灌装机、蓄积器、吸管施加器、包膜机、以及纸板包装器。在这些包装系统中，两个包装线可以同时运行或者以不同的生产能力一次运行一个。

最后，图34示出了体现前述多切换器布局之中的两个、即后备布局和生产差别化布局的多切换器包装系统。具体来说，图34中所述包装系统包括若干包装线，所述包装线具有被配置为生产不同形状的包装的灌装机，并且所述包装线中的两个还装配有拉环系统。两个包装线仅附加地包括纸板包装器，两个包装线附加地包括盖施加器和纸板包装器，并且一个包装线附加地包括吸管施加器和纸板包装器。最后，所有的灌装机共用所有前面提到的下游分配设备。

最后，清楚的是，可以对本发明作出大量修改和变型，所有这些修改和变型都落入由所附权利要求所限定的本发明范围内。

Claims (29)

1.一种包装系统(PS)，包括：

●包装线(PL)，包括灌装机(FM)以及通过输送机连接的一个或多个下游分配设备(DE)，灌装机能够操作以生产含有食品产品的密封包装，并且每个分配设备都能够操作以对各个密封包装或密封包装组执行相应的操作；所述灌装机和每个分配设备包括被设计为储存和执行一个或多个软件模块的电子控制系统；

●线控制器(LC)，被编程为管理包装线的配置、通信、以及控制，并且包括显示器、键盘、以及处理系统，所述处理系统被设计为储存和执行一个或多个软件应用，所述软件应用被配置为与所述灌装机和每个分配设备中的软件模块协作；以及

●通信网络，被设计为将所述线控制器连接到所述灌装机和每个分配设备；

其中所述灌装机和每个分配设备能够操作以实施一个或多个可选的所储存的设备方案，其中用于所述灌装机的设备方案定义将被所述灌装机生产的密封包装的类型，并且用于分配设备的设备方案定义将被所述分配设备执行的一个或多个操作；

其中所述线控制器被配置为储存一个或多个可选的线方案，所述线方案中的每个都定义将被所述包装线生产的相应最终包装单元，并且在被实施时使生产中所涉及的一个或多个分配设备和灌装机实施相应的设备方案；以及

其中所述线控制器中的软件应用包括：

●方案管理器，被设计为自动地将所述包装线配置为实施所选线方案。

2.根据权利要求1所述的包装系统，其中所述方案管理器被进一步设计为标识出在对应于所选线方案的最终包装单元的生产中将涉及的分配设备的特定配置、以及为对应于所选线方案的最终包装单元的生产将要实施的灌装机和所涉及的一个或多个分配设备中的各个设备方案。

3.根据权利要求2所述的包装系统，其中所述方案管理器被进一步设计为从灌装机和一个或多个分配设备上传与相应设备方案相关联的生产/运行参数以用于创建线方案并且在生产以前将与所选线方案相关联的生产/运行参数下载到所述灌装机和所涉及的一个或多个分配设备。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述方案管理器被进一步设计为允许通过图形用户界面(GUI)创建和储存线方案以及选择所储存的线方案以用于实施。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述方案管理器被进一步设计为执行下列任务之中的一个或多个：

●生产联锁，用于减小在控制关键生产参数方面的对人的依赖性；

●设备联锁，用于防止线方案和设备方案之间的失配；

●布局联锁，用于防止包装线布局配置中的失配；

●生产材料联锁，用于防止在灌装机中和一个或多个分配设备中所使用的材料的类型与所选线方案中所定义的材料的类型之间的失配；

●数据处理器，用于自动将与所选线方案相关的工厂车间数据提供给包装线监控系统(PLMS)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述线方案规定：

●最终包装单元的生产中将要涉及的分配设备和输送机；

●将由灌装机和所涉及的分配设备实施的设备方案；以及

●将在包装线中被使用的运行参数；

7.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述设备方案规定：

●方案定义参数，指示将被生产的密封包装或包装单元的类型的特性、或者将被执行的操作；以及

●依赖于方案的运行参数，特定用于由方案定义参数所定义的一个或多个操作、包装单元、或密封包装的类型。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述设备方案被储存在灌装机和一个或多个分配设备中。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述线控制器中的软件应用进一步包括：

●线命令器，被涉及为根据启动/停止策略来启动/停止生产中所涉及的一个或多个分配设备和灌装机以及在生产期间根据流控制策略动态地调节灌装机和所涉及的一个或多个分配设备的生产能力和运行参数；

其中所述启动/停止策略定义灌装机和一个或多个分配设备在所述灌装机和一个或多个分配设备之中的任何灌装机和分配设备的启动/停止之后的启动/停止序列和延迟，以便防止在生产的启动/停止过渡阶段期间在所涉及的一个或多个分配设备的一个或多个入口处形成长度超过给定值的包装队列；以及

其中所述流控制策略允许在包装或包装单元之间实现基本恒定的间距，以便防止所述包装或包装单元碰撞以及防止在运行期间在所涉及的一个或多个分配设备的一个或多个入口处形成长度超过给定值的包装队列。

10.根据权利要求9所述的包装系统，其中所述线命令器被进一步设计为根据节能策略启动对灌装机和所涉及的一个或多个分配设备启动预热，所述节能策略旨在防止灌装机和所涉及的分配设备在其它机器设备还在预热时完全预热。

11.根据权利要求10所述的包装系统，其中所述线命令器被进一步设计为允许基于环境运行状况为灌装机和每个涉及的分配设备设置预热启动时间。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的包装系统，其中所述线命令器被进一步设计为监控和提供关于灌装机和所涉及的一个或多个分配设备的运行的视觉信息。

13.根据权利要求12所述的包装系统，进一步包括公共的高架式消息显示器，并且其中所述线命令器被配置为通过公共的高架式消息显示器提供基本视觉信息并且通过线控制器显示器提供详细的视觉信息。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述线控制器中的软件应用进一步包括：

●线配置器，被设计为提供能够通过图形用户界面(GUI)来选择/实施的下列配置功能：

-自动地检测和标识出包装线中的灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机，以及自动地上传其生产/运行能力；

-图形化地绘制包装线布局，包括灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机的图形化表示；

-将灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机的图形化表示与所标识出的灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机相关联；以及

-设置包装线中的所标识出的灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机的生产/运行参数以及包装线的总体自动化参数。

15.根据权利要求14所述的包装系统，其中与自动地检测和标识出灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机以及自动地上传其生产/运行能力相关的配置功能包括：

●将标识请求传送给所述灌装机和所述一个或多个分配设备；

●接收来自所述灌装机和所述一个或多个分配设备的含有相应标识数据、尤其是IP地址的回复消息；

●探测所标识出的灌装机和一个或多个分配设备的生产信息；以及

●接收来自所标识出的灌装机和一个或多个分配设备的生产信息。

16.根据权利要求14或15所述的包装系统，其中在与图形化地绘制包装线布局相关的功能中，所述图形用户界面被设计为提供被划分成多个显示像素的显示区域并且在每个显示像素中当其被重复点击时顺序地显示灌装机、分配设备、以及输送机的图形化表示。

17.根据权利要求14至16中的任一项所述的包装系统，其中与将灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机的图形化表示与所标识出的灌装机、一个或多个分配设备、以及一个或多个输送机相关联相关的功能包括：

●关联检查，用于防止任何误关联。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述线控制器中的软件应用进一步包括：

●输送机优化器，被设计为提供能够通过图形用户界面(GUI)来选择/实施的下列优化功能：

-设置包装线中的每个输送机的运行参数；以及

-运行输送机润滑和清洗单元。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，进一步包括多个在操作中协作的包装线，所述包装线被布置为共用一个或多个分配设备；以及

其中所述方案管理器被进一步设计为标识出在对应于所选线方案的最终包装单元的生产中将涉及的灌装机和分配设备的特定配置、以及为对应于所选线方案的最终包装单元的生产将要实施的灌装机和所涉及的一个或多个分配设备中的各个设备方案。

20.根据权利要求19所述的包装系统，其中所述包装线被设计为在操作中协作以便达到下列生产目的之中的一个或多个：

●生产差别化，其中分配设备被共用以同时实施不同的线方案；

●后备，其中分配设备被共用以将包装流从一个包装线重新引导到另一包装线，以允许对分配设备的维护或故障管理；以及

●流合并，其中所述分配设备被公用以将两个包装流合并成一个包装流，以减小生产中所涉及的分配设备的数目。

21.根据权利要求19或20所述的包装系统，其中所述线控制器被所有包装线共用。

22.根据权利要求19或20所述的包装系统，包括用于每个包装线的从线控制器和耦合到所述从线控制器的主线控制器。

23.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，进一步包括：

●包装线监控系统(PLMS)，被设计为与线控制器协作以监控生产中所涉及的一个或多个分配设备和灌装机的运行性能，以允许实时和/或历史性能分析。

24.根据权利要求23所述的包装系统，其中所述包装线监控系统被进一步设计为基于在历史数据库中所记录的数据提供能够通过图形用户界面(GUI)来实施的产品跟踪能力和过程监控功能。

25.根据权利要求24所述的包装系统，其中所述产品跟踪能力功能包括：提供图形化操作员表单，其中数据可以根据操作员的需求被录入或者基于设备事件被自动地请求；以及基于在灌装机处所记录的数据提供图形化操作员表单报告，所述操作员表单报告允许在生产期间监控过程参数和临界控制点。

26.根据权利要求24或25所述的包装系统，其中所述产品跟踪能力功能进一步包括将数据记录时间与中央时间同步系统进行时间同步。

27.根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统，其中所述灌装机能够操作以选择性地生产一种或不同类型的含有一种或不同食品产品的密封包装。

28.一种供用在根据前述权利要求中的任一项所述的包装系统中的线控制器。

29.一种软件程序，能够被加载到根据前述权利要求中的任一项所述的线控制器的处理系统的存储器中，并且包括根据前述权利要求1-19中的任一项所述的软件应用之中的一个或多个。

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