基于Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)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(jìn)行的管理工作，包括供應、銷(xiāo)售、庫房、財務(wù)、人力、設備、綜合計劃及經(jīng)營(yíng)決策。

　　2）MES 作為CIPS的中心環(huán)節，在整個(gè)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)計劃的調度與統計、生產(chǎn)過(guò)程成本控制、產(chǎn)品質(zhì)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)數據采集與處理等工作。

　　3）PCS 聚焦于生產(chǎn)過(guò)程的設備，監控生產(chǎn)設備的運行狀況，控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。一般包括基礎自動(dòng)化系統和過(guò)程自動(dòng)化系統。

4 基于現場(chǎng)總線(xiàn)的造紙廠(chǎng)CIPS方案

　　本課題組與國內某大型造紙廠(chǎng)合作,根據該廠(chǎng)提出的各項技術(shù)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(chǎng)設計了一種基于Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)的造紙廠(chǎng)CIPS方案。

　　4.1 造紙企業(yè)的網(wǎng)絡(luò )層次

　　綜合自動(dòng)化是現代工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向，在完整的企業(yè)網(wǎng)構架中，現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )模型應涉及從底層現場(chǎng)設備網(wǎng)絡(luò )到上層信息網(wǎng)絡(luò )數據傳輸過(guò)程?；谏鲜隹紤]，統一的現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )模型應具有三層結構（如圖5）所示，從底層向上依次為：過(guò)程控制層（PCS）、制造執行層（MES）、企業(yè)資源規劃層（ERP）。

　?。?）企業(yè)資源規劃層: 該層又稱(chēng)為信息層。它是實(shí)現企業(yè)信息集成和管、控一體化的重要組成部分。它的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)主要有高性能計算機、工作站、PC 機等，包括各類(lèi)管理、計算用客戶(hù)機、服務(wù)器、數據庫等。其主要目的是在分布式網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下構建一個(gè)安全的遠程監控系統。

　?。?）制造執行層：由擔任監控任務(wù)的工作站、PC 機、或控制器作為網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)構成的局域網(wǎng)段。負責從現場(chǎng)設備中獲取數據，完成各種控制、運行參數的監測、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(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議與以太網(wǎng)協(xié)議的轉換，保證數據包的正確解釋和傳輸。制造執行層除了上述功能外，還為實(shí)現先進(jìn)控制和遠程操作優(yōu)化提供支撐環(huán)境。例如實(shí)時(shí)數據庫，工藝流程監控、先進(jìn)控制以及設備管理等。