饮料工业中机器和外部控制模块之间的数据交换的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于控制饮料工业中机器、尤其是灌装机、贴标机或包装机的设备，根据独立权利要求6的前序部分所述的用于控制饮料工业中机器的方法，以及根据独立权利要求9的前序部分所述的用于与饮料工业中机器进行数据交换的外部控制模块，尤其是移动设备。

背景技术：

在饮料工业，用户使用人机界面模块(hmi模块)来控制例如灌装机、贴标机或包装机等的各种机器。由于机器和工业设备越来越复杂，控制这些机器也变得更加复杂和繁杂。工业设备不正确运行引起的错误可能会造成巨大损失并且需要高额的成本。这激发了使机器和/或工艺系统更易于管理、并且如有必要适配这些机器和系统的期望。对工业设备进行部分控制的一种措施是hmi，hmi通常配备有具有图形用户界面的显示屏和一个或多个控制元件。可选地，显示屏可以是触控屏，其中，使用手指或触控笔通过显示屏直接输入用户输入。用户可以通过hmi调整工业设备的各种设置和控制。也可以从hmi读取工业设备的状态消息。

这样的hmi优选地被适配于根据预定的或改变的环境或机器设置的控制单元，并且如有必要，针对这类控制单元定制hmi。例如，当工艺发生变化时，当使用该工业设备制造新产品或其他产品等等情况时，即使已经完全配置的hmi也必须定期更新。以前，用户利用连接到hmi的便携式闪存驱动器手动提供所需数据，来实现hmi配置的这类设置和/或更新。例如，错误消息的图像或当前制造的产品的图像被存储在usb闪存驱动器上，然后将usb闪存驱动器插入到hmi的相应usb接口中，以将图像文件传输到hmi。以前，也通过这种闪存驱动器对来自工业设备的数据进行评估或记录。为此，hmi将状态信息和其他固定数据存储在闪存驱动器上。

然而，这种方法的缺点是，各种数据(比如，针对各种消息或类型的图像)仅被以不充分的和耗时的方式传输到hmi。此外，便携式存储介质(比如，usb闪存驱动器)会带来安全隐患，并且是恶意软件代码(比如，病毒、恶意软件、木马等)的网关。也可能是这种方式，即，未经授权的个人从闪存驱动器读取敏感数据。

关于hmi的常规配置的另一个缺点是由于其有限的存储器和处理资源。通过usb闪存驱动器提供的数据和参数无法完全由hmi进行处理，或只能处理到非常有限的程度。使用hmi用户界面进行的任何调整也是非常耗时的，因为hmi通常的设计使得用户无法通过hmi来调整内部存储的hmi数据或者在连接的闪存驱动器上的数据。因此，要加载到hmi中的数据必须以正确的格式存储在闪存驱动器上，因为在hmi中对数据进行后续处理是不可能的，或者会有困难。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是改进用于从hmi向饮料工业中机器(尤其是灌装机、贴标机或包装机)传输数据的设备和方法，尤其是关于与hmi进行数据交换(用于配置hmi或从hmi读取数据)的效率和安全性。

根据本发明，通过根据权利要求1所述的用于饮料行业中机器(尤其是灌装机、贴标机或包装机)的设备，根据权利要求6所述的方法和根据权利要求9所述的外部控制模块，该目的被满足。有利的实施例和进一步发展是从属权利要求的主题。

根据一个实施例，用于饮料工业中机器(尤其是灌装机、贴标机或包装机)的设备包括用于使用户输入机器的控制命令的hmi。该设备被配置为通过无线通信连接可连接到外部控制模块。然后，该设备可通过使用无线连接与外部控制模块交换hmi数据组。该设备可从外部控制模块接收至少一个hmi数据组，所述数据组包括用于配置hmi的数据或参数。此外，至少一个hmi数据组可以从hmi传输到外部控制模块，并且至少一个hmi数据组包括由外部控制模块评估或存储的数据或参数。因此，根据本发明，该设备避免了用户在hmi和数据存储介质之间建立物理连接，以向hmi传输数据或从hmi读取数据的需要。不再需要对应的接口，例如usb接口，这在安全方面至关重要。根据本发明，该设备可以是机器的单独模块，并且可以相应地连接到hmi，与hmi通信，或至少控制hmi。或者，根据本发明，该设备可以是hmi本身或集成到hmi中，例如，作为hmi应用扩展。

根据本发明，该外部控制模块可以无线连接到饮料工业中的机器(尤其是灌装、贴标或包装机)或其hmi。例如，外部控制模块可以是例如移动电话/智能电话或平板计算机的移动设备，其可以通过合适的软件或特定应用(app)与机器或hmi通信。这允许对要发送到hmi的数据进行简单和及时的处理、编辑或格式转换。该实施例允许使用现有的移动设备资源，例如其用于捕获图像文件的相机、其处理器，还允许使用用于处理数据的现有应用和/或比如蓝牙接口的无线接口。为同时在hmi和外部控制模块之间交换hmi数据组，使用具有预定义程序序列或预定义用户可执行步骤的特定应用，与使用简单的便携式存储介质(比如usb闪存驱动器)的常规配置方法相比，增加了安全性，并降低了错误的可能性。

此外，外部控制模块可以向hmi发送预处理数据，以配置hmi并且与hmi数据交换，从而减少或避免在hmi中进一步处理数据。外部控制模块也简化了传输数据的选择。此外，hmi的usb接口在安全性方面至关重要，不是外部控制模块必需的，可以被省略。

为了配置hmi，接收到的hmi数据组中的数据或参数可以被导入hmi。为此，与xml或html文件的语法类似，数据或参数的类型或接收到的hmi数据组的语法可用于导入数据或参数。因此，例如，可以分别在外部控制模块或移动设备中指定新消息的布局或新图像的位置。可选地或另外地，一个或多个机器命令可以与hmi数据组一起或在hmi数据组中传输到hmi。作为另一选择，用户输入可以通过hmi被输入或从外部控制模块(110)被接收。

附图说明

将参照以下附图对本发明的实施例进行描述，其中

图1示出了工业环境中的系统，其中通过hmi控制工业设备，并且根据本发明的一个实施例，通过外部控制模块来配置hmi；

图2示出了工业环境中的系统，其中通过hmi控制工业设备，并且根据本发明的一个实施例，通过外部控制模块来配置hmi，其中外部控制模块可访问服务器；以及

图3是根据本发明的一个实施例示出的在hmi和外部控制模块之间的数据传输方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了工业环境100中的示例性系统，其中工业设备或机器120通过hmi105来被控制。工业设备120可以包括多个机器和机器元件，这些机器和机器元件通过中央hmi或通过多个hmi来被控制。这种工业设备120的一个例子可以是饮料装瓶系统，也可以是通过hmi控制的任何其它环境。可以应用本发明实施例的机器的其他例子有：灌装机、贴标机、包装机、吹塑机、拉伸吹塑机、清洗机、输送系统、封口机、杂质检测机以及饮料和食品工业中的类似机器。

hmi105可以是工业设备120的一部分，也可以是连接到工业设备120的外部hmi。例如，hmi105可以通过工业网络协议连接到工业设备120。用户可以使用hmi来监控或控制机器。例如，hmi可以包括触摸屏，以方便机器和用户之间的交互。

用户可以通过hmi105与工业设备120交互。这意味着用户可以通过hmi105启动、结束、定制、配置、暂停工业设备120的某些过程，等等。此外，用户还可以通过hmi105读取关于工业设备120的数据，例如，hmi105可以显示状态消息、诊断信息、生产类型(例如，装瓶饮料的类型)、报告、错误消息、分析、统计等。

为了使hmi105适配工业设备120的要求、规格和状况，外部控制模块110通过数据连接115连接到hmi105。外部控制模块110和hmi105之间的数据连接115可以是无线(例如蓝牙、wibree、wlan、rfid、nfc、红外、gsm、zigbee、wimax等)以及有线(例如usb、固件、lan、串行数据总线、光纤等)数据连接。

外部控制模块110可以包括向hmi105传输数据和从hmi105接收数据的设备。在hmi105和外部控制模块110之间交换的数据目前通常被称为hmi数据组。然而，从外部控制模块110加载到hmi105中的hmi数据组通常与从hmi105加载到外部控制模块110中的hmi数据组的类型不同。

例如，hmi数据组由技术人员从外部控制模块110加载到hmi105中以配置hmi105。例如，这样的hmi配置数据组可以是(例如，生产产品、消息、标志、方向和指令等的)图像，还可以是特殊文本消息(例如，特定情况下的错误消息和指令)和/或可执行的hmi数据组(例如，hmi105的控制命令、固件或可视化项目等)。

然而，原则上所有文件都可以传输到hmi105，并且也可以通过外部控制模块110从hmi105读取和下载所有文件。因此，在任一方向上传输的文件不限于上述示例。例如，单独的图像也可以从hmi105加载到外部控制模块110中。

根据一个实施例，hmi数据组在通过数据连接115被传输到hmi105之前，在外部控制模块110中被预处理。例如，hmi105可以仅打开和/或处理特别适用于hmi的特定文件格式。例如，hmi105的操作系统可以只处理特定图像文件，或者一般只能处理专有文件格式。在这种情况下，在待传输的图像或其他文件被传输到hmi105之前，外部控制模块110可以将该图像或文件的文件格式转换为hmi105所需的文件格式。

待传输的hmi数据组的内容也可以通过外部控制模块110进行处理。例如，可以在传输之前处理图像或照片，或者编辑文本等。

通过使用灌装瓶系统的示例来描述工业设备120的另一实施例。在这种情况下，如果hmi105可以显示与各种灌装过程相关的不同类型和瓶子的图像，则对于hmi105的配置可能是有利的。标签和/或瓶子的一张或多张照片可以通过使用外部控制模块110输入到hmi105中。为此，外部控制模块110还可以包括可以直接拍摄标签和/或瓶子的照片的照相机。然而，应理解，图像也可以不同的方式加载到外部控制模块110中，例如，由用户通过外部控制模块110直接生成，或者通过数据传输到外部控制模块110。

如果hmi105只能处理专用文件格式，则外部控制模块110可以被配置为通过内置或外部相机直接以专有文件格式拍摄照片。可选地或另外地，外部控制模块110还可以将标准化文件格式(例如，*.jpg、*.gif、*.png等)转换为hmi105支持的专有和/或特殊文件格式。这是在将hmi数据组传输到hmi105之前进行的。

外部控制模块110还可以具有安全存储环境，在该安全存储环境中可以创建随后被传输到hmi105的文件。安全存储环境阻止外部控制模块110中的其他应用访问安全存储环境中的文件，进一步增强安全性并防范恶意文件。例如，在一个实施例中，hmi105可以仅接受来自外部控制模块110的、由外部控制模块110的用户在外部控制模块的安全存储环境中创建的文件，例如，由外部控制模块110的照相机拍摄并直接在安全存储环境中保存的照片。

根据另一实施例，外部控制模块110还可以具有与hmi105的虚拟版本一起存储的虚拟环境。因此，外部控制模块110可以首先模拟虚拟hmi中的效果，这通过向hmi105传输文件实现。例如，如果将恶意文件加载到虚拟hmi中，则外部控制模块110可以由于虚拟hmi识别该恶意文件，并且阻止这些恶意文件加载到真实hmi105中。

根据可选的实施例，外部控制模块110还可以首先将hmi105的文件发送给模拟虚拟hmi的服务器，并且首先检查待传输的文件，然后在必要时释放或锁定待传输文件。

在另一实施例中，hmi105本身可以将其自身的虚拟hmi存储在单独的存储区域中。在来自外部控制模块110的文件被hmi105接受之前，这些文件首先被hmi105加载到虚拟hmi中，并在那里执行或打开。仅当虚拟hmi确定hmi数据组无害时，hmi105才接受相应的数据组。

为了进一步提高安全性，外部控制模块110和hmi105可以包括用于检查从外部控制模块110传输到hmi105的hmi数据组的其它机构。hmi数据组的一次检查可以是检查数据的类型。例如，在该检查期间，可以将hmi数据组的数据类型与内部存储的数据类型的数据库进行比较，以确定hmi105是否可以支持和/或使用hmi数据组的数据类型。

外部控制模块110可以是专门为hmi105生产并专门设计用于与hmi105通信的设备。在另外的实施例中，外部控制模块110还可以是存储相应软件的移动电话和/或平板计算机。当通过处理器在移动电话和/或平板计算机上运行这样的软件时，移动电话和/或平板计算机可以具有与专门为hmi105提供的外部控制模块相同或相似的功能。相应的软件可以被例如从服务器或特殊应用服务器下载并安装在移动电话和/或平板计算机上。

在进一步的说明中，外部控制模块被理解为是指专门为hmi105生产的设备以及具有相应软件的移动电话和/或平板计算机。

图2示出了还包括来自图1的所有元件的另一实施例，并且其中外部控制模块110可另外通过网络204连接到服务器202。所有常规有线和/或无线连接类型均可用于外部控制模块110和网络204之间的连接206。虽然在图2中仅示出了一个服务器202，但是应当理解，在与外部控制模块110可通信的网络204中也可以存在数个服务器。

网络204可以是本地网络，例如，工厂或生产站点中的本地网络，和较大规模网络，例如因特网。

服务器202可以具有已实现的各种功能。例如，服务器202可以属于hmi105的制造商和/或属于工业设备120的一部分。外部控制模块110的用户因此可以例如自服务器202请求技术帮助和支持。例如，使得制造商的员工通过服务器202和外部控制模块110远程访问hmi105，以提供技术帮助。

另外地或可选地，服务器202还可以是归档服务器和/或配置计算机。外部控制模块110可以使用服务器202对从hmi105下载的数据进行备份和归档。例如，hmi105可以将整个项目存储在服务器202上用于项目备份。同时，数据(例如，归档的项目备份、固件更新、软件更新、附加项目、可视化项目、用户界面等)也可以通过服务器202被下载到外部控制模块110，然后被传输到hmi105。

另外地或可选地，服务器202还可以是存储hmi105的虚拟版本的安全服务器。如上所述，随后，外部控制模块110可以将文件首先传输到服务器202。然后，将如此接收的文件首先读入服务器202上的虚拟hmi，并且模拟文件的效果。以这种方式，服务器202可以确定文件是否对hmi105和/或工业设备120有害。只有当服务器202将文件分类为非危险时，文件才可以从外部控制模块110被传输到hmi105。

另外地或可选地，服务器202也可以是应用服务器。例如，应用服务器202可以提供用于外部控制模块110的相应软件。在一个实施例中，应用服务器202可以被配置为，例如，将应用(app)下载到外部控制模块110，在该实施例中外部控制模块是移动电话(例如，智能电话)和/或平板计算机。例如，在这种情况下，服务器202可以是“googleplaystore”，“appleappstore”或用于下载应用的任何其他现有的应用服务器。

图3通过示例示出了描述数据传输的实施例的方法300的流程图。

在步骤310中，尝试建立hmi105与外部控制模块110之间的连接。用于建立该连接的初始化操作优选地由外部控制模块110执行。在一个实施例中，外部控制模块110的用户可能需要与hmi105物理接触，以防止从外部未经授权就访问hmi105。例如，用户可以首先将控制命令直接输入hmi105中，以准备hmi105与外部控制模块110即将开始的连接。然后，hmi105可以处于搜索模式，在该模式中，它可以接收外部控制模块110进来的连接请求。或者，用于建立该连接的初始化操作也可以由hmi105直接执行。

可选的，在步骤312中，可以执行外部控制模块110的认证过程。例如，hmi105可以提示外部控制模块110向hmi105发送访问码。其他认证过程也是可能的。在步骤314中，确定外部控制模块110的认证是否成功，如果认证不成功，则在步骤316中止该方法。

在hmi105上对外部控制模块110的认证成功之后，在步骤318中，选择hmi105和外部控制模块110之间传输的文件，并且如果需要，则临时传输该文件。选择待传输文件的步骤优选地在外部控制模块110中执行。或者，选择待传输文件的步骤也可以在hmi105中进行。

在方法300中传输方向是从外部控制模块110到hmi105的情况下，可以首先在虚拟hmi中模拟待传输文件的有害性。该检查可以在服务器202中进行，hmi105和/或外部控制模块110自身出现在服务器202中。根据进行该检查的位置，文件首先被分别传输到该位置。

在步骤320中，判断所选择的文件是否安全，即判断它们是否对hmi105和/或工业设备120有害。如果确定文件是有害的，则方法300在步骤316被中止。然后，该有害文件可以例如被删除，并且可以在外部控制模块110和/或hmi105中显示相应的消息。

如果在步骤320中确定文件是无害的，则在步骤322中数据传输成功结束。这意味着hmi105接收所选择的文件并进行相应的处理。在另一个传输方向上，这意味着文件已被hmi105成功地下载到外部控制模块110中，然后可以在外部控制模块110中进行处理、转发、归档或查看。

根据一个实施例，外部控制模块110可以是移动设备，例如智能电话、手机和/或平板计算机。用户可以使用移动设备创建针对消息或类型的图像，并使用移动设备上的应用将数据传输到hmi。

下面描述这种实施例的示例性序列。

用户可以利用其移动设备访问诸如“appleappstore”或“googleplaystore”之类的应用服务器。从那里，用户可以在移动设备上下载并安装相应的应用，该应用允许并控制文件从hmi传输到移动设备以及将文件从移动设备传输到hmi。

使用分别下载的应用，用户可以创建针对消息、类型、标志等的图像。为此，应用可以使用移动设备的摄像头。图像可以存储在移动设备上，然后传输到连接的hmi。这样可以分配针对消息和类型等的图像。

然而，使用下载的应用，也可以将数据从hmi传输到移动设备，例如报告、类型、诊断文件或完整的可视化项目。该数据可以通过wlan、移动无线电等方式传输到各地。合适的数据，例如类型或项目备份，也可以从移动电话被传输到hmi。

下载的应用还可以建立与配置计算机的连接并导入项目备份。

可以通过使用下载的应用、经由至因特网或网络的连接，将项目备份等存储在归档服务器中。

进一步指出，上述实施例中提到的特征并不限于这些特定组合，而且作为其它实施例的任何其它组合也是可能的。