基于信息總線的煤化工MES平臺

3.基于信息總線的焦化MES結構
　　上海焦化有限公司的制造執行系統（MES）根據目前企業信息化發展的特點，用戶可以根據自己的需求組建集成各個MES的應用模塊，通過MES信息總線，將不同時期開發的信息化成果和不同部門的功能模塊等信息孤島，如管理信息系統的生產數據管理、動態成本控制優化等功能模塊集成到統一的平臺。實現現場控制系統(實時數據庫)與企業管理平臺ERP數據的無縫連接與信息共享；實現從原料進廠至成品出廠全過程生產監控，通過計劃編制與裝置工藝方案設計、物流調度、質量控制與產品發貨管理等功能，從而實現整個企業信息的綜合集成。
　　焦化MES系統的整體結構如圖2。由下至上，分別是現場設備（DCS/PLC/各種智能儀表）層、數據庫層、信息總線和MES功能模塊層。MES信息總線通過接口從現場設備中快速采集數據，提供給MES各個功能模塊。各個功能模塊及應用程序利用實時數據庫和關系數據庫中的數據信息完成模塊功能，實現MES的功能。同時通過MES的信息總線，將實時數據、關系數據以及各個功能模塊和應用程序的數據和信息集成到統一平臺上，實現了信息和數據的實時同步。在MES信息總線的基礎上，用戶可以進行客戶端應用的開發，在調度室等部分，可以通過客戶端進行瀏覽和修改信息和數據。并根據用戶的權限和角色的不同，通過Web查看不同的界面，可以隨時隨地動態的瀏覽實際生產情況及各種分析優化結果。

圖2 流程工業MES系統的功能結構圖
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，可以根據分公司和部門建立實時數據模型，根據MES各個功能模塊建立數據模型，并將數據模型部署到各個功能模塊的處理計算機上；利用對象觀察器可以在任意功能模塊計算機上察看各個模塊的運行情況。
信息共享和信息同步：MES上的各個處理計算機和功能模塊可以共享信息集成平臺從實時數據庫采集來的過程數據經過處理后與關系數據庫中的數據信息，網絡上的數據信息資源就象在一臺計算機上一樣，不同模塊或計算機上的信息更新和交互是完全同步進行的，不會因為分布的問題，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學會制定的ISA S95 企業控制系統集成標準，符合OPC的通用規范，基于.NET架構開發的。提供了DDE、OPC、SuiteLink、GR Access等數據接口，其中OPC在工業上普遍應用。用戶只需在相應的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的數據通道，完成信息的實時交互。通用接口為用戶提供了方便友好的界面，進行模型建立、數據定義、數據類型制定和路徑設定等。通用接口保證了數據及時從現場設備采集，并及時傳輸到信息集成平臺上。
數據校正：將數據校正技術集成到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、過程數據的分類和校正功能，通過實時地對采集數據進行校正處理，使得各個MES模塊獲得剔除誤差后的協調數據和信息，以確保企業過程優化控制和生產調度等MES功能應用的正確性和有效性。
4.焦化MES系統應用
生產信息集成系統：生產過程信息集成管理系統是整個MES系統的基石，其他功能模塊均建立在此基石上。它的實施既為生產部門提供了實時的基礎數據以及顯示，又為其他功能模塊的實施提供了數據保證。一般來說，生產過程信息管理系統可分為兩層，一個是信息層，另一個是功能層。信息層是以相對穩定的數據源采集的數據為基礎，進行信息集成，形成相對穩定的數據結構，其核心是由實時歷史數據庫和關系型數據庫構成，其中DCS和PLC等采集上來的實時數據存儲在實時歷史數據庫，而關系型數據庫則存儲靜態數據。功能層是以信息層所提供的相對穩定的數據結構為基礎，根據管理層和公司上層的要求，對數據進行加工處理，在此基礎上為有關編程人員提供對生產過程數據的查詢、統計、分析工具。利用這些工具，再結合焦化的實際情況，用戶可以為企業的各個部門提供各種生產報表、趨勢分析、報警管理等，根據這些報表、趨勢以及報警還可以形成班組考核，同時還提供了WEB發布功能。

圖3 焦化MES信息集成系統
圖3是焦化MES生產信息集成系統信息門戶的界面，界面左側是焦化生產系統樹狀結構，針對每個部門又有詳細的子部門，并配有其相應的生產流程圖和生產數據實時監控。
圖4是信息門戶的質量分析報表錄入系統。生產人員可以分別輸入甲醇、德士古、水質、煤氣等參數的相應原理、含量分析、品質分析等數據。

圖4 焦化MES信息集成系統質量分析報表輸入
圖5是信息門戶的報警提示及處理系統。界面左側是每個報警的即時提示信息，包括報警時間和報警內容。右側的表中按時間記錄了每個報警信息的狀態、糾錯措施、處理部門和截止時間等。