基于信息總線的煤化工MES平臺

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MES的應(yīng)用模塊，通過MES信息總線，將不同時期開發(fā)的信息化成果和不同部門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、動態(tài)成本控制優(yōu)化等功能模塊集成到統(tǒng)一的平臺。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制系統(tǒng)(實(shí)時數(shù)據(jù)庫)與企業(yè)管理平臺ERP數(shù)據(jù)的無縫連接與信息共享；實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠至成品出廠全過程生產(chǎn)監(jiān)控，通過計(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)場設(shè)備（DCS/PLC/各種智能儀表）層、數(shù)據(jù)庫層、信息總線和MES功能模塊層。MES信息總線通過接口從現(xiàn)場設(shè)備中快速采集數(shù)據(jù)，提供給MES各個功能模塊。各個功能模塊及應(yīng)用程序利用實(shí)時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息完成模塊功能，實(shí)現(xiàn)MES的功能。同時通過MES的信息總線，將實(shí)時數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)以及各個功能模塊和應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)和信息集成到統(tǒng)一平臺上，實(shí)現(xiàn)了信息和數(shù)據(jù)的實(shí)時同步。在MES信息總線的基礎(chǔ)上，用戶可以進(jìn)行客戶端應(yīng)用的開發(fā)，在調(diào)度室等部分，可以通過客戶端進(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Web查看不同的界面，可以隨時隨地動態(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的信息集成平臺上，可以根據(jù)分公司和部門建立實(shí)時數(shù)據(jù)模型，根據(jù)MES各個功能模塊建立數(shù)據(jù)模型，并將數(shù)據(jù)模型部署到各個功能模塊的處理計(jì)算機(jī)上；利用對象觀察器可以在任意功能模塊計(jì)算機(jī)上察看各個模塊的運(yùn)行情況。
信息共享和信息同步：MES上的各個處理計(jì)算機(jī)和功能模塊可以共享信息集成平臺從實(shí)時數(shù)據(jù)庫采集來的過程數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后與關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(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，不會因?yàn)榉植嫉膯栴}，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模塊上安裝這個通用接口，通用接口即可和信息集成平臺之間建立對應(yīng)的數(shù)據(jù)通道，完成信息的實(shí)時交互。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)類型制定和路徑設(shè)定等。通用接口保證了數(shù)據(jù)及時從現(xiàn)場設(shè)備采集，并及時傳輸?shù)叫畔⒓善脚_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、過程數(shù)據(jù)的分類和校正功能，通過實(shí)時地對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理，使得各個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)過程信息集成管理系統(tǒng)是整個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)部門提供了實(shí)時的基礎(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。一般來說，生產(chǎn)過程信息管理系統(tǒng)可分為兩層，一個是信息層，另一個是功能層。信息層是以相對穩(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，形成相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其核心是由實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，其中DCS和PLC等采集上來的實(shí)時數(shù)據(jù)存儲在實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫，而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫則存儲靜態(tài)數(shù)據(jù)。功能層是以信息層所提供的相對穩(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)編程人員提供對生產(chǎn)過程數(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)的各個部門提供各種生產(chǎn)報表、趨勢分析、報警管理等，根據(jù)這些報表、趨勢以及報警還可以形成班組考核，同時還提供了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)信息門戶的界面，界面左側(cè)是焦化生產(chǎn)系統(tǒng)樹狀結(jié)構(gòu)，針對每個部門又有詳細(xì)的子部門，并配有其相應(yīng)的生產(chǎn)流程圖和生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控。
圖4是信息門戶的質(zhì)量分析報表錄入系統(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)量分析報表輸入
圖5是信息門戶的報警提示及處理系統(tǒng)。界面左側(cè)是每個報警的即時提示信息，包括報警時間和報警內(nèi)容。右側(cè)的表中按時間記錄了每個報警信息的狀態(tài)、糾錯措施、處理部門和截止時間等。