信息化控制系統制絲中控室的應用

崔伯樂

【摘要】 隨著計算機通訊技術、科學技術與各種IT技術的快速發展。使得很多先進技術應用到了工業生產領域，例如XML、中間件、OPC協議、數據庫等。它們的出現，極大的優化了工業生產模式，使現在的工業生產更加自動化、智能化。所有的現代化大型的工業生產企業無不需要建立在這些技術基礎之上。

【關鍵詞】 中間件 XML OPC 信息通信

制絲車間中控室，是我廠技術改造中最重要的一部分。為滿足我廠每年40萬箱以上的產量，現在的中控室要實現煙絲加工過程中的信息化、智能化、自動化。制絲車間中控室的作用已經遠遠超越了之前工作范圍。制絲車間一共有5條生產線，每條生產線又分為多個加工中心，所以每天的工單多達上百條。生產工單中包含煙牌批次、編碼以及各種生產控制中的參數，工單中的這些信息就需要通過XML文檔傳送給中控室，中控室再對XML文檔進行解析，獲得文檔中的信息參數。這么多工單，我們需要準確的下發到每個生產單元。因此我們需要一個制絲管理系統，對這些工單進行分派、更新以及與上層的生產管理部通信。我們需要通過各種技術手段來實現如上所有所有功能。首先由MES制作工單通過中間件（西門子 DIS）以異步方式下發工單；工單以XML文檔為載體；對XML文檔解析與工單信息控制的程序通過C#.NET.寫在制絲管理系統中；最后工單信息再通過OPC協議發送到底層PLC中，參加到生產控制中。

一、制絲車間信息化

1.1 工單生產流程

工單來源自MES系統，以XML文檔為載體通過中間件下發到制絲管理系統。通過制絲管理系統對XML文檔進行解析，在通過OPC協議發送到底層PLC，參與到生產控制中。流程如圖1所示。

1.2 XML文檔簡介

1.2.1 XML文檔定義

可擴展標記語言（Extensible Markup Language，XML），用于標記電子文件使其具有結構性的標記語言，可以用來標記數據、定義數據類型，是一種允許用戶對自己的標記語言進行定義的源語言。XML是標準通用標記語言 （SGML）的子集，非常適合 Web 傳輸。XML 提供統一的方法來描述和交換獨立于應用程序或供應商的結構化數據。

1.2.2 XML文檔結構

XML 文檔必須包含根元素。該元素是所有其他元素的父元素。XML 文檔中的元素形成了一棵文檔樹。這棵樹從根部開始，并擴展到樹的最底端。如圖2所示。

1.3 中間件簡介

1.3.1 什么是中間件

中間件是一種獨立的系統軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源。中間件位于客戶機/ 服務器的操作系統之上，管理計算機資源和網絡通訊。是連接兩個獨立應用程序或獨立系統的軟件。通過中間件，應用程序可以工作于多平臺或 OS 環境。

1.3.2 中間件的特點

通訊程序可在不同的時間運行 程序不在網絡上直接相互通話，而是間接地將消息放入消息隊列，因為程序間沒有直接的聯系。所以它們不必同時運行。消息放入適當的隊列時，目標程序甚至根本不需要正在運行；即使目標程序在運行，也不意味著要立即處理該消息。對應用程序的結構沒有約束 在復雜的應用場合中，通訊程序之間不僅可以是一對一的關系，還可以進行一對多和多對一方式，甚至是上述多種方式的組合。多種通訊方式的構造并沒有增加應用程序的復雜性。

1.4 OPC協議的誕生

OPC全稱是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出現為基于Windows的應用程序和現場過程控制應用建立了橋梁。在過去，為了存取現場設備的數據信息，每一個應用軟件開發商都需要編寫專用的接口函數。由于現場設備的種類繁多，且產品的不斷升級，往往給用戶和軟件開發商帶來了巨大的工作負擔。通常這樣也不能滿足工作的實際需要，系統集成商和開發商急切需要一種具有高效性、可靠性、開放性、可互操作性的即插即用的設備驅動程序。在這種情況下，OPC標準應運而生。

二、中控室信息化控制系統的實現

2.1 XML文檔定義

首先MES將制作好的工單發送到中間件中，這些文檔暫存在中間件內，供制絲管理系統隨時獲取。工單形式的體現，如圖3所示。

2.2 制絲管理系統對XML文檔的解析

制絲管理系統是基于C#.NET語言編寫的，系統分為：33個項目組成。其中負責XML文檔解析的程序寫在了作業服務項目中， 程序中定義了NetConnector_OnMessageNotificationEvent為接收工單的一個事件的函數，此段程序中用到了用戶自定義的方法rpxml.PlanExp（），通過此方法對XML進行相關的解析，得到工單的全部信息。

2.3 工單下發

同上一小節，工單下發的功能寫在制絲管理系統的ProductJob項目中。我們再看一下程序代碼，如圖4所示。

獲得所需要的所有信息后，就可以下發工單，并且返回下發成功的信號“true”，如圖5所示。

三、總結

制絲車間中控室信息控制系統通過對XML文檔的解析，獲得生產控制參數，在經過制絲管理系統進行分析運算，分派到對應的PLC中。最終實現整個過程自動化，標準化，準確化，智能化。

在整個北京卷煙廠信息控制系統中，只是一個分支。本文只簡單的論述了中控室接收來自MES的工單，及解析工單后下發到底層PLC。這些只是整個系統的冰山一腳。

參 考 文 獻

[1] 范春梅. 《XML基礎教程》. 人民郵電出版社

[2] 胡忠德. 《基于OPC技術的數據采集系統》. 自動化技術與應用

[3] 李純蓮. 《C#.NET實用教程》. 電子工業出版社