一种制造执行系统底层模拟采集系统开发

史珊海，吕健群，余全旺

（广东省智能制造研究所，广州 510000）

一种制造执行系统底层模拟采集系统开发

史珊海，吕健群，余全旺

（广东省智能制造研究所，广州 510000）

针对中小企业的MES存在行业差异性，采集数据信息变动较大，造成MES开发人员工作量的增加的问题，提出一种实用的模拟采集系统的开发方法，基于工业以太网通信，建立行业相关的模拟系统模块，模拟生成生产数据和动作等，用于开发人员的MES开发调试工作中。试验证明，该方法有助于深化行业MES研究和减少开发人员的开发工作量和现场调试工作量，提高了开发工作效率，增强软件的移植性和可靠性，并能取得较理想的结果。

制造执行系统；信息；底层；采集系统

0 引言

数字化、网络化、智能化日益成为未来制造业发展的主要趋势，许多中小企业为提高市场竞争力和最大化企业效益，紧跟时代发展，在企业中推行产品追溯、设备管理等MES相关模块。中小企业多为离散制造行业，本身自动化程度不高，单机独立设备较多，且行业不同，设备类型也呈现多样化。即便是对于通用型的MES模块也需要大量的开发调试工作，现场调试时间长，影响企业正常生产节拍，增加中小企业“数字化、网络化、智能化”产业升级改造的成本以及风险。

实时数据是MES在企业中执行制造的必要组成部分。实现实时数据传输与共享的基础是数据可靠采集。因此文章以企业能实现的数据采集的实际情况为前提条件，提出一种模拟采集的方法，来解决在MES项目实施过程中遇到的相关问题。

1 模拟采集系统架构

不同企业，设备平台呈现多样化，建立信息互联具有一定的约束性。当下工业以太网技术已相当成熟，并在工业领域已有较大范围的使用，且能有效的解决多平台互联的问题，因此将模拟采集系统设计成网络化的SCADA数据采集系统。整个系统架构分为三层，底层数据采集层、中间传输通信层和上层服务应用层。底层PLC和串口服务器的数据采集解决方案，涵盖的数字量、模拟量和智能传感器的数据采集。传输通信层采用工业以太网通信，保证了传输的实时性和可靠性。上层通过自主开发的服务应用软件，实现了企业终端或看板等的工作需求。

图1 模拟采集系统架构图

2 系统开发流程

与定制MES的中小企业沟通，搜集指定行业所需采集数据信息，在PLC和串口服务器端添加传感器或者开关来模拟数据，并经采集设备PLC和串口服务器采集上传，图2为PLC与OPC通信的代码。由驱动进行协议转换，将相应的通信协议转换为TCP通信，经交换机传输到数据和应用服务器，服务器分析处理后，进行发布显示。模拟系统信息流如图3所示。

图2 PLC通信代码

图3 模拟采集系统信息流图

3 系统开发实例

实例采用某品牌的PLC开发套件，在了解了某注塑加工企业的数据采集需求后，模拟开发了注塑机信息系统，如图4所示为注塑行业的模拟数据采集信息系统。由交换机将注塑机模拟信息传输至服务器数据库。服务应用软件将数据分析处理后，通过电子看板展示出来，如图5模拟系统看板展示所示，将模拟系统的产品计数，通过底层采集，传输分析处理后，显示在电子看板上。

图4 PLC模拟系统图

4 结束语

通过试验证明，在明确了现场工艺条件的前提下，建立了针对行业的模拟系统数据块后，该制造执行系统底层模拟采集系统能较好的配合开发人员进行MES软件的编制和调试，有利于开发人员抽象现场工艺，快速熟悉工艺条件，加快软件定制进程，还能大大减少了开发人员软件现场调试工作。可使行业定制MES具有一定的移植性和复用性，从而降低了开发成本和风险。

图5 模拟系统看板展示

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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

颗粒制品全流程优化控制关键技术研究（156200021）

史珊海（1989 -），男，湖南长沙人，电气工程师，硕士，研究方向为自动化控制等。