流程工业MES中的数据集成研究及应用

　　目前，流程工业综合自动化系统是由企业资源计划系统(ERP)、制造执行系统(MES)和过程控制系统(PCS)3个支撑系统构成的体系结构。MES是流程工业综合自动化系统的关键环节。数据集成是MES的功能子系统中的基础。根据数据集成模块的特点及重要性，本文提出了一种基于数据平台的数据集成方法。

　　一 MES中数据集成重要性及难点

　　1 MES数据集成的重要性

　　MES采集生产运行数据、集成原料和产品的存储数据、集成设备状态信息，并将这些信息进行合并、汇总、规范、比较、分析等综合处理，一方面为生产计划与排产提供依据，另一方面也为ERP提供及时、可靠、准确的生产经营决策参考信息。

　　数据集成是实施MES的基础，将PCs层的生产运行、产品质量、原料和产品输送、动力能耗等数据进行汇总和处理，使下层生产过程的实时信息和上层企业资源管理等的各类信息都在MES层中融合，并通过信息集成形成优化控制、优化调度和优化决策等调度或指令。同时，数据集成模块也负责将上层系统中的一些数据(如优化值、设定值等)传送到PCS。

　　2 MES数据集成的难点

　　流程企业生产流程复杂，数据来源广，数据采集、存储方式多样，且底层各控制系统彼此封闭，所采用的网络、系统、数据库也存在很大的差异，如何实现异构网络、异构系统和异构数据库的数据综合集成是MES数据集成中最大的难点。

　　二 数据平台特点及功能

　　1 数据平台的提出

　　传统的计算机应用系统的开发与运行是直接建立在操作系统、网络和数据库系统之上的。由于上面的应用系统对底层的支撑环境依赖性较强，使得应用系统与集成环境缺乏良好的开放性和可移植性，同时也很难解决异构信息和异构环境的集成问题，影响应用系统的整体效益。因此提出了基于数据平台的集成。

　　2 数据平台的结构

　　实时数据平台RTDP(即实时数据库)实现了现场实时数据的采集、管理、历史归档、维护、下写和报警生成、事件记录、时间同步等功能。同时，它作为运行平台，为运行在它之上的各种应用软件提供实时/历史数据服务。它的总体结构如图I所示。

　　3 数据平台的主要功能

　　(1)数据的通信功能：主要是通过OPC,DDE,ODBC接口与监控软件、应用程序和各种数据库进行通信，把下层的数据读到实时数据平台中;把上层的命令信息通过这些接口回送到相应的系统去。

　　(2)数据的输入和输出处理：对进入到实时数据平台的数据进行处理。如数据格式的转换、量程转换、报警的设定、数据的统计、历史数据的归档等。

　　(3)网络监控及重连：为保证数据的正常传输，实时数据平台应具备网络易监控及自动重连的功能。当网络出现故障时，能够及时提示或报警。当网络恢复时，能够检测到并自动重连。

　　(4)在线维护、组态及查询：为保证数据的连续性，实时数据平台应提供在线维护功能;根据用户的不同要求可以进行组态;提供查询的功能。

　　(5)数据的安全保证：因为数据平台涉及到与下层控制系统相连，关系到企业的生产信息，同时由于还可能要与Internet相连，因此必须设立安全机制，绝对防止未经授权的操作，保证整个信息系统的安全。