一種制造執行系統底層模擬采集系統開發

史珊海，呂健群，余全旺

（廣東省智能制造研究所，廣州 510000）

一種制造執行系統底層模擬采集系統開發

史珊海，呂健群，余全旺

（廣東省智能制造研究所，廣州 510000）

針對中小企業的MES存在行業差異性，采集數據信息變動較大，造成MES開發人員工作量的增加的問題，提出一種實用的模擬采集系統的開發方法，基于工業以太網通信，建立行業相關的模擬系統模塊，模擬生成生產數據和動作等，用于開發人員的MES開發調試工作中。試驗證明，該方法有助于深化行業MES研究和減少開發人員的開發工作量和現場調試工作量，提高了開發工作效率，增強軟件的移植性和可靠性，并能取得較理想的結果。

制造執行系統；信息；底層；采集系統

0 引言

數字化、網絡化、智能化日益成為未來制造業發展的主要趨勢，許多中小企業為提高市場競爭力和最大化企業效益，緊跟時代發展，在企業中推行產品追溯、設備管理等MES相關模塊。中小企業多為離散制造行業，本身自動化程度不高，單機獨立設備較多，且行業不同，設備類型也呈現多樣化。即便是對于通用型的MES模塊也需要大量的開發調試工作，現場調試時間長，影響企業正常生產節拍，增加中小企業“數字化、網絡化、智能化”產業升級改造的成本以及風險。

實時數據是MES在企業中執行制造的必要組成部分。實現實時數據傳輸與共享的基礎是數據可靠采集。因此文章以企業能實現的數據采集的實際情況為前提條件，提出一種模擬采集的方法，來解決在MES項目實施過程中遇到的相關問題。

1 模擬采集系統架構

不同企業，設備平臺呈現多樣化，建立信息互聯具有一定的約束性。當下工業以太網技術已相當成熟，并在工業領域已有較大范圍的使用，且能有效的解決多平臺互聯的問題，因此將模擬采集系統設計成網絡化的SCADA數據采集系統。整個系統架構分為三層，底層數據采集層、中間傳輸通信層和上層服務應用層。底層PLC和串口服務器的數據采集解決方案，涵蓋的數字量、模擬量和智能傳感器的數據采集。傳輸通信層采用工業以太網通信，保證了傳輸的實時性和可靠性。上層通過自主開發的服務應用軟件，實現了企業終端或看板等的工作需求。

圖1 模擬采集系統架構圖

2 系統開發流程

與定制MES的中小企業溝通，搜集指定行業所需采集數據信息，在PLC和串口服務器端添加傳感器或者開關來模擬數據，并經采集設備PLC和串口服務器采集上傳，圖2為PLC與OPC通信的代碼。由驅動進行協議轉換，將相應的通信協議轉換為TCP通信，經交換機傳輸到數據和應用服務器，服務器分析處理后，進行發布顯示。模擬系統信息流如圖3所示。

圖2 PLC通信代碼

圖3 模擬采集系統信息流圖

3 系統開發實例

實例采用某品牌的PLC開發套件，在了解了某注塑加工企業的數據采集需求后，模擬開發了注塑機信息系統，如圖4所示為注塑行業的模擬數據采集信息系統。由交換機將注塑機模擬信息傳輸至服務器數據庫。服務應用軟件將數據分析處理后，通過電子看板展示出來，如圖5模擬系統看板展示所示，將模擬系統的產品計數，通過底層采集，傳輸分析處理后，顯示在電子看板上。

圖4 PLC模擬系統圖

4 結束語

通過試驗證明，在明確了現場工藝條件的前提下，建立了針對行業的模擬系統數據塊后，該制造執行系統底層模擬采集系統能較好的配合開發人員進行MES軟件的編制和調試，有利于開發人員抽象現場工藝，快速熟悉工藝條件，加快軟件定制進程，還能大大減少了開發人員軟件現場調試工作。可使行業定制MES具有一定的移植性和復用性，從而降低了開發成本和風險。

圖5 模擬系統看板展示

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A MES underlying data acquisition system development

SHI Shan-hai, LYU Jian-qun, YU Quan-wang

TP274.2

：B

：1009-0134(2017)05-0105-02

2017-01-16

顆粒制品全流程優化控制關鍵技術研究（156200021）

史珊海（1989 -），男，湖南長沙人，電氣工程師，碩士，研究方向為自動化控制等。