基于Profibus現(xiàn)場總線的CIPS在制漿造紙工業(yè)中的應用方案

　　3.2　制漿造紙工業(yè)CIPS的三層體系結構

　　將ERP/MES/PCS三層結構圖運用與制漿造紙工業(yè)中，形成制漿造紙工業(yè)CIPS的三層體系結構（如圖4）。

　　三層結構在功能劃分上雖仍有重疊，但各有側重：

　　1）ERP 控制的對象以企業(yè)的資金流為主，圍繞企業(yè)生產(chǎn)而進行的管理工作，包括供應、銷售、庫房、財務、人力、設備、綜合計劃及經(jīng)營決策。

　　2）MES 作為CIPS的中心環(huán)節(jié)，在整個CIPS中起到承上啟下的作用。MES控制對象以企業(yè)的物流為主，主要完成生產(chǎn)計劃的調度與統(tǒng)計、生產(chǎn)過程成本控制、產(chǎn)品質量控制與管理、物料流控制與管理、設備安全控制與管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與處理等工作。

　　3）PCS 聚焦于生產(chǎn)過程的設備，監(jiān)控生產(chǎn)設備的運行狀況，控制整個生產(chǎn)過程。一般包括基礎自動化系統(tǒng)和過程自動化系統(tǒng)。

4 基于現(xiàn)場總線的造紙廠CIPS方案

　　本課題組與國內(nèi)某大型造紙廠合作,根據(jù)該廠提出的各項技術經(jīng)濟指標,以上述制漿造紙工業(yè)CIPS三層體系結構圖為基架,為該廠設計了一種基于Profibus現(xiàn)場總線的造紙廠CIPS方案。

　　4.1 造紙企業(yè)的網(wǎng)絡層次

　　綜合自動化是現(xiàn)代工業(yè)自動化的發(fā)展方向，在完整的企業(yè)網(wǎng)構架中，現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡模型應涉及從底層現(xiàn)場設備網(wǎng)絡到上層信息網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸過程?；谏鲜隹紤]，統(tǒng)一的現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡模型應具有三層結構（如圖5）所示，從底層向上依次為：過程控制層（PCS）、制造執(zhí)行層（MES）、企業(yè)資源規(guī)劃層（ERP）。

　?。?）企業(yè)資源規(guī)劃層: 該層又稱為信息層。它是實現(xiàn)企業(yè)信息集成和管、控一體化的重要組成部分。它的網(wǎng)絡節(jié)點主要有高性能計算機、工作站、PC 機等，包括各類管理、計算用客戶機、服務器、數(shù)據(jù)庫等。其主要目的是在分布式網(wǎng)絡環(huán)境下構建一個安全的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

　?。?）制造執(zhí)行層：由擔任監(jiān)控任務的工作站、PC 機、或控制器作為網(wǎng)絡節(jié)點構成的局域網(wǎng)段。負責從現(xiàn)場設備中獲取數(shù)據(jù)，完成各種控制、運行參數(shù)的監(jiān)測、報警和趨勢分析等功能，另外還包括控制組態(tài)的設計和下載。這一層處于以太網(wǎng)中，其關鍵技術是實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議與以太網(wǎng)協(xié)議的轉換，保證數(shù)據(jù)包的正確解釋和傳輸。制造執(zhí)行層除了上述功能外，還為實現(xiàn)先進控制和遠程操作優(yōu)化提供支撐環(huán)境。例如實時數(shù)據(jù)庫，工藝流程監(jiān)控、先進控制以及設備管理等。