基于信息總線的煤化工MES平臺(tái)

3.基于信息總線的焦化MES結(jié)構(gòu)
　　上海焦化有限公司的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）根據(jù)目前企業(yè)信息化發(fā)展的特點(diǎn)，用戶可以根據(jù)自己的需求組建集成各個(gè)MES的應(yīng)用模塊，通過(guò)MES信息總線，將不同時(shí)期開(kāi)發(fā)的信息化成果和不同部門(mén)的功能模塊等信息孤島，如管理信息系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、動(dòng)態(tài)成本控制優(yōu)化等功能模塊集成到統(tǒng)一的平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)(實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù))與企業(yè)管理平臺(tái)ERP數(shù)據(jù)的無(wú)縫連接與信息共享；實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠至成品出廠全過(guò)程生產(chǎn)監(jiān)控，通過(guò)計(jì)劃編制與裝置工藝方案設(shè)計(jì)、物流調(diào)度、質(zhì)量控制與產(chǎn)品發(fā)貨管理等功能，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)信息的綜合集成。
　　焦化MES系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖2。由下至上，分別是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（DCS/PLC/各種智能儀表）層、數(shù)據(jù)庫(kù)層、信息總線和MES功能模塊層。MES信息總線通過(guò)接口從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中快速采集數(shù)據(jù)，提供給MES各個(gè)功能模塊。各個(gè)功能模塊及應(yīng)用程序利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息完成模塊功能，實(shí)現(xiàn)MES的功能。同時(shí)通過(guò)MES的信息總線，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)以及各個(gè)功能模塊和應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)和信息集成到統(tǒng)一平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了信息和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步。在MES信息總線的基礎(chǔ)上，用戶可以進(jìn)行客戶端應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，在調(diào)度室等部分，可以通過(guò)客戶端進(jìn)行瀏覽和修改信息和數(shù)據(jù)。并根據(jù)用戶的權(quán)限和角色的不同，通過(guò)Web查看不同的界面，可以隨時(shí)隨地動(dòng)態(tài)的瀏覽實(shí)際生產(chǎn)情況及各種分析優(yōu)化結(jié)果。

圖2 流程工業(yè)MES系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖
MES平臺(tái)信息總線的主要作用：
模型建立及部署：用戶在MES的信息集成平臺(tái)上，可以根據(jù)分公司和部門(mén)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型，根據(jù)MES各個(gè)功能模塊建立數(shù)據(jù)模型，并將數(shù)據(jù)模型部署到各個(gè)功能模塊的處理計(jì)算機(jī)上；利用對(duì)象觀察器可以在任意功能模塊計(jì)算機(jī)上察看各個(gè)模塊的運(yùn)行情況。
信息共享和信息同步：MES上的各個(gè)處理計(jì)算機(jī)和功能模塊可以共享信息集成平臺(tái)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采集來(lái)的過(guò)程數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息，網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)信息資源就象在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上一樣，不同模塊或計(jì)算機(jī)上的信息更新和交互是完全同步進(jìn)行的，不會(huì)因?yàn)榉植嫉膯?wèn)題，而造成信息的冗余和不同步。
通用接口：該信息集成平臺(tái)的通用接口，符合美國(guó)MES學(xué)會(huì)制定的ISA S95 企業(yè)控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)，符合OPC的通用規(guī)范，基于.NET架構(gòu)開(kāi)發(fā)的。提供了DDE、OPC、SuiteLink、GR Access等數(shù)據(jù)接口，其中OPC在工業(yè)上普遍應(yīng)用。用戶只需在相應(yīng)的MES模塊上安裝這個(gè)通用接口，通用接口即可和信息集成平臺(tái)之間建立對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)通道，完成信息的實(shí)時(shí)交互。通用接口為用戶提供了方便友好的界面，進(jìn)行模型建立、數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)類(lèi)型制定和路徑設(shè)定等。通用接口保證了數(shù)據(jù)及時(shí)從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集，并及時(shí)傳輸?shù)叫畔⒓善脚_(tái)上。
數(shù)據(jù)校正：將數(shù)據(jù)校正技術(shù)集成到MES信息集成平臺(tái)中，使該平臺(tái)不僅有通用的信息集成功能，而且具有對(duì)測(cè)量誤差的偵破、識(shí)別、過(guò)程數(shù)據(jù)的分類(lèi)和校正功能，通過(guò)實(shí)時(shí)地對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理，使得各個(gè)MES模塊獲得剔除誤差后的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)和信息，以確保企業(yè)過(guò)程優(yōu)化控制和生產(chǎn)調(diào)度等MES功能應(yīng)用的正確性和有效性。
4.焦化MES系統(tǒng)應(yīng)用
生產(chǎn)信息集成系統(tǒng)：生產(chǎn)過(guò)程信息集成管理系統(tǒng)是整個(gè)MES系統(tǒng)的基石，其他功能模塊均建立在此基石上。它的實(shí)施既為生產(chǎn)部門(mén)提供了實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及顯示，又為其他功能模塊的實(shí)施提供了數(shù)據(jù)保證。一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)過(guò)程信息管理系統(tǒng)可分為兩層，一個(gè)是信息層，另一個(gè)是功能層。信息層是以相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行信息集成，形成相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其核心是由實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成，其中DCS和PLC等采集上來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)則存儲(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)。功能層是以信息層所提供的相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，根據(jù)管理層和公司上層的要求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，在此基礎(chǔ)上為有關(guān)編程人員提供對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析工具。利用這些工具，再結(jié)合焦化的實(shí)際情況，用戶可以為企業(yè)的各個(gè)部門(mén)提供各種生產(chǎn)報(bào)表、趨勢(shì)分析、報(bào)警管理等，根據(jù)這些報(bào)表、趨勢(shì)以及報(bào)警還可以形成班組考核，同時(shí)還提供了WEB發(fā)布功能。

圖3 焦化MES信息集成系統(tǒng)
圖3是焦化MES生產(chǎn)信息集成系統(tǒng)信息門(mén)戶的界面，界面左側(cè)是焦化生產(chǎn)系統(tǒng)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，針對(duì)每個(gè)部門(mén)又有詳細(xì)的子部門(mén)，并配有其相應(yīng)的生產(chǎn)流程圖和生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
圖4是信息門(mén)戶的質(zhì)量分析報(bào)表錄入系統(tǒng)。生產(chǎn)人員可以分別輸入甲醇、德士古、水質(zhì)、煤氣等參數(shù)的相應(yīng)原理、含量分析、品質(zhì)分析等數(shù)據(jù)。

圖4 焦化MES信息集成系統(tǒng)質(zhì)量分析報(bào)表輸入
圖5是信息門(mén)戶的報(bào)警提示及處理系統(tǒng)。界面左側(cè)是每個(gè)報(bào)警的即時(shí)提示信息，包括報(bào)警時(shí)間和報(bào)警內(nèi)容。右側(cè)的表中按時(shí)間記錄了每個(gè)報(bào)警信息的狀態(tài)、糾錯(cuò)措施、處理部門(mén)和截止時(shí)間等。