基于Profibus現場總線的CIPS在制漿造紙工業中的應用方案

　　3.2　制漿造紙工業CIPS的三層體系結構

　　將ERP/MES/PCS三層結構圖運用與制漿造紙工業中，形成制漿造紙工業CIPS的三層體系結構（如圖4）。

　　三層結構在功能劃分上雖仍有重疊，但各有側重：

　　1）ERP 控制的對象以企業的資金流為主，圍繞企業生產而進行的管理工作，包括供應、銷售、庫房、財務、人力、設備、綜合計劃及經營決策。

　　2）MES 作為CIPS的中心環節，在整個CIPS中起到承上啟下的作用。MES控制對象以企業的物流為主，主要完成生產計劃的調度與統計、生產過程成本控制、產品質量控制與管理、物料流控制與管理、設備安全控制與管理、生產數據采集與處理等工作。

　　3）PCS 聚焦于生產過程的設備，監控生產設備的運行狀況，控制整個生產過程。一般包括基礎自動化系統和過程自動化系統。

4 基于現場總線的造紙廠CIPS方案

　　本課題組與國內某大型造紙廠合作,根據該廠提出的各項技術經濟指標,以上述制漿造紙工業CIPS三層體系結構圖為基架,為該廠設計了一種基于Profibus現場總線的造紙廠CIPS方案。

　　4.1 造紙企業的網絡層次

　　綜合自動化是現代工業自動化的發展方向，在完整的企業網構架中，現場總線控制網絡模型應涉及從底層現場設備網絡到上層信息網絡數據傳輸過程。基于上述考慮，統一的現場總線控制網絡模型應具有三層結構（如圖5）所示，從底層向上依次為：過程控制層（PCS）、制造執行層（MES）、企業資源規劃層（ERP）。

　　（1）企業資源規劃層: 該層又稱為信息層。它是實現企業信息集成和管、控一體化的重要組成部分。它的網絡節點主要有高性能計算機、工作站、PC 機等，包括各類管理、計算用客戶機、服務器、數據庫等。其主要目的是在分布式網絡環境下構建一個安全的遠程監控系統。

　　（2）制造執行層：由擔任監控任務的工作站、PC 機、或控制器作為網絡節點構成的局域網段。負責從現場設備中獲取數據，完成各種控制、運行參數的監測、報警和趨勢分析等功能，另外還包括控制組態的設計和下載。這一層處于以太網中，其關鍵技術是實現現場總線協議與以太網協議的轉換，保證數據包的正確解釋和傳輸。制造執行層除了上述功能外，還為實現先進控制和遠程操作優化提供支撐環境。例如實時數據庫，工藝流程監控、先進控制以及設備管理等。