基于信息總線(xiàn)的煤化工MES平臺

3.基于信息總線(xiàn)的焦化MES結構
　　上海焦化有限公司的制造執行系統（MES）根據目前企業(yè)信息化發(fā)展的特點(diǎn)，用戶(hù)可以根據自己的需求組建集成各個(gè)MES的應用模塊，通過(guò)MES信息總線(xiàn)，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，如管理信息系統的生產(chǎn)數據管理、動(dòng)態(tài)成本控制優(yōu)化等功能模塊集成到統一的平臺。實(shí)現現場(chǎng)控制系統(實(shí)時(shí)數據庫)與企業(yè)管理平臺ERP數據的無(wú)縫連接與信息共享；實(shí)現從原料進(jìn)廠(chǎng)至成品出廠(chǎng)全過(guò)程生產(chǎn)監控，通過(guò)計劃編制與裝置工藝方案設計、物流調度、質(zhì)量控制與產(chǎn)品發(fā)貨管理等功能，從而實(shí)現整個(gè)企業(yè)信息的綜合集成。
　　焦化MES系統的整體結構如圖2。由下至上，分別是現場(chǎng)設備（DCS/PLC/各種智能儀表）層、數據庫層、信息總線(xiàn)和MES功能模塊層。MES信息總線(xiàn)通過(guò)接口從現場(chǎng)設備中快速采集數據，提供給MES各個(gè)功能模塊。各個(gè)功能模塊及應用程序利用實(shí)時(shí)數據庫和關(guān)系數據庫中的數據信息完成模塊功能，實(shí)現MES的功能。同時(shí)通過(guò)MES的信息總線(xiàn)，將實(shí)時(shí)數據、關(guān)系數據以及各個(gè)功能模塊和應用程序的數據和信息集成到統一平臺上，實(shí)現了信息和數據的實(shí)時(shí)同步。在MES信息總線(xiàn)的基礎上，用戶(hù)可以進(jìn)行客戶(hù)端應用的開(kāi)發(fā)，在調度室等部分，可以通過(guò)客戶(hù)端進(jìn)行瀏覽和修改信息和數據。并根據用戶(hù)的權限和角色的不同，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)化結果。

圖2 流程工業(yè)MES系統的功能結構圖
MES平臺信息總線(xiàn)的主要作用：
模型建立及部署：用戶(hù)在MES的信息集成平臺上，可以根據分公司和部門(mén)建立實(shí)時(shí)數據模型，根據MES各個(gè)功能模塊建立數據模型，并將數據模型部署到各個(gè)功能模塊的處理計算機上；利用對象觀(guān)察器可以在任意功能模塊計算機上察看各個(gè)模塊的運行情況。
信息共享和信息同步：MES上的各個(gè)處理計算機和功能模塊可以共享信息集成平臺從實(shí)時(shí)數據庫采集來(lái)的過(guò)程數據經(jīng)過(guò)處理后與關(guān)系數據庫中的數據信息，網(wǎng)絡(luò )上的數據信息資源就象在一臺計算機上一樣，不同模塊或計算機上的信息更新和交互是完全同步進(jìn)行的，不會(huì )因為分布的問(wèn)題，而造成信息的冗余和不同步。
通用接口：該信息集成平臺的通用接口，符合美國MES學(xué)會(huì )制定的ISA S95 企業(yè)控制系統集成標準，符合OPC的通用規范，基于.NET架構開(kāi)發(fā)的。提供了DDE、OPC、SuiteLink、GR Access等數據接口，其中OPC在工業(yè)上普遍應用。用戶(hù)只需在相應的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之間建立對應的數據通道，完成信息的實(shí)時(shí)交互。通用接口為用戶(hù)提供了方便友好的界面，進(jìn)行模型建立、數據定義、數據類(lèi)型制定和路徑設定等。通用接口保證了數據及時(shí)從現場(chǎng)設備采集，并及時(shí)傳輸到信息集成平臺上。
數據校正：將數據校正技術(shù)集成到MES信息集成平臺中，使該平臺不僅有通用的信息集成功能，而且具有對測量誤差的偵破、識別、過(guò)程數據的分類(lèi)和校正功能，通過(guò)實(shí)時(shí)地對采集數據進(jìn)行校正處理，使得各個(gè)MES模塊獲得剔除誤差后的協(xié)調數據和信息，以確保企業(yè)過(guò)程優(yōu)化控制和生產(chǎn)調度等MES功能應用的正確性和有效性。
4.焦化MES系統應用
生產(chǎn)信息集成系統：生產(chǎn)過(guò)程信息集成管理系統是整個(gè)MES系統的基石，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)的基礎數據以及顯示，又為其他功能模塊的實(shí)施提供了數據保證。一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)過(guò)程信息管理系統可分為兩層，一個(gè)是信息層，另一個(gè)是功能層。信息層是以相對穩定的數據源采集的數據為基礎，進(jìn)行信息集成，形成相對穩定的數據結構，其核心是由實(shí)時(shí)歷史數據庫和關(guān)系型數據庫構成，其中DCS和PLC等采集上來(lái)的實(shí)時(shí)數據存儲在實(shí)時(shí)歷史數據庫，而關(guān)系型數據庫則存儲靜態(tài)數據。功能層是以信息層所提供的相對穩定的數據結構為基礎，根據管理層和公司上層的要求，對數據進(jìn)行加工處理，在此基礎上為有關(guān)編程人員提供對生產(chǎn)過(guò)程數據的查詢(xún)、統計、分析工具。利用這些工具，再結合焦化的實(shí)際情況，用戶(hù)可以為企業(yè)的各個(gè)部門(mén)提供各種生產(chǎn)報表、趨勢分析、報警管理等，根據這些報表、趨勢以及報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
圖3是焦化MES生產(chǎn)信息集成系統信息門(mén)戶(hù)的界面，界面左側是焦化生產(chǎn)系統樹(shù)狀結構，針對每個(gè)部門(mén)又有詳細的子部門(mén)，并配有其相應的生產(chǎn)流程圖和生產(chǎn)數據實(shí)時(shí)監控。
圖4是信息門(mén)戶(hù)的質(zhì)量分析報表錄入系統。生產(chǎn)人員可以分別輸入甲醇、德士古、水質(zhì)、煤氣等參數的相應原理、含量分析、品質(zhì)分析等數據。

圖4 焦化MES信息集成系統質(zhì)量分析報表輸入
圖5是信息門(mén)戶(hù)的報警提示及處理系統。界面左側是每個(gè)報警的即時(shí)提示信息，包括報警時(shí)間和報警內容。右側的表中按時(shí)間記錄了每個(gè)報警信息的狀態(tài)、糾錯措施、處理部門(mén)和截止時(shí)間等。