基于信息总线的煤化工MES平台

3.基于信息总线的焦化MES结构
　　上海焦化有限公司的制造执行系统（MES）根据目前企业信息化发展的特点，用户可以根据自己的需求组建集成各个MES的应用模块，通过MES信息总线，将不同时期开发的信息化成果和不同部门的功能模块等信息孤岛，如管理信息系统的生产数据管理、动态成本控制优化等功能模块集成到统一的平台。实现现场控制系统(实时数据库)与企业管理平台ERP数据的无缝连接与信息共享；实现从原料进厂至成品出厂全过程生产监控，通过计划编制与装置工艺方案设计、物流调度、质量控制与产品发货管理等功能，从而实现整个企业信息的综合集成。
　　焦化MES系统的整体结构如图2。由下至上，分别是现场设备（DCS/PLC/各种智能仪表）层、数据库层、信息总线和MES功能模块层。MES信息总线通过接口从现场设备中快速采集数据，提供给MES各个功能模块。各个功能模块及应用程序利用实时数据库和关系数据库中的数据信息完成模块功能，实现MES的功能。同时通过MES的信息总线，将实时数据、关系数据以及各个功能模块和应用程序的数据和信息集成到统一平台上，实现了信息和数据的实时同步。在MES信息总线的基础上，用户可以进行客户端应用的开发，在调度室等部分，可以通过客户端进行浏览和修改信息和数据。并根据用户的权限和角色的不同，通过Web查看不同的界面，可以随时随地动态的浏览实际生产情况及各种分析优化结果。

图2 流程工业MES系统的功能结构图
MES平台信息总线的主要作用：
模型建立及部署：用户在MES的信息集成平台上，可以根据分公司和部门建立实时数据模型，根据MES各个功能模块建立数据模型，并将数据模型部署到各个功能模块的处理计算机上；利用对象观察器可以在任意功能模块计算机上察看各个模块的运行情况。
信息共享和信息同步：MES上的各个处理计算机和功能模块可以共享信息集成平台从实时数据库采集来的过程数据经过处理后与关系数据库中的数据信息，网络上的数据信息资源就象在一台计算机上一样，不同模块或计算机上的信息更新和交互是完全同步进行的，不会因为分布的问题，而造成信息的冗余和不同步。
通用接口：该信息集成平台的通用接口，符合美国MES学会制定的ISA S95 企业控制系统集成标准，符合OPC的通用规范，基于.NET架构开发的。提供了DDE、OPC、SuiteLink、GR Access等数据接口，其中OPC在工业上普遍应用。用户只需在相应的MES模块上安装这个通用接口，通用接口即可和信息集成平台之间建立对应的数据通道，完成信息的实时交互。通用接口为用户提供了方便友好的界面，进行模型建立、数据定义、数据类型制定和路径设定等。通用接口保证了数据及时从现场设备采集，并及时传输到信息集成平台上。
数据校正：将数据校正技术集成到MES信息集成平台中，使该平台不仅有通用的信息集成功能，而且具有对测量误差的侦破、识别、过程数据的分类和校正功能，通过实时地对采集数据进行校正处理，使得各个MES模块获得剔除误差后的协调数据和信息，以确保企业过程优化控制和生产调度等MES功能应用的正确性和有效性。
4.焦化MES系统应用
生产信息集成系统：生产过程信息集成管理系统是整个MES系统的基石，其他功能模块均建立在此基石上。它的实施既为生产部门提供了实时的基础数据以及显示，又为其他功能模块的实施提供了数据保证。一般来说，生产过程信息管理系统可分为两层，一个是信息层，另一个是功能层。信息层是以相对稳定的数据源采集的数据为基础，进行信息集成，形成相对稳定的数据结构，其核心是由实时历史数据库和关系型数据库构成，其中DCS和PLC等采集上来的实时数据存储在实时历史数据库，而关系型数据库则存储静态数据。功能层是以信息层所提供的相对稳定的数据结构为基础，根据管理层和公司上层的要求，对数据进行加工处理，在此基础上为有关编程人员提供对生产过程数据的查询、统计、分析工具。利用这些工具，再结合焦化的实际情况，用户可以为企业的各个部门提供各种生产报表、趋势分析、报警管理等，根据这些报表、趋势以及报警还可以形成班组考核，同时还提供了WEB发布功能。

图3 焦化MES信息集成系统
图3是焦化MES生产信息集成系统信息门户的界面，界面左侧是焦化生产系统树状结构，针对每个部门又有详细的子部门，并配有其相应的生产流程图和生产数据实时监控。
图4是信息门户的质量分析报表录入系统。生产人员可以分别输入甲醇、德士古、水质、煤气等参数的相应原理、含量分析、品质分析等数据。

图4 焦化MES信息集成系统质量分析报表输入
图5是信息门户的报警提示及处理系统。界面左侧是每个报警的即时提示信息，包括报警时间和报警内容。右侧的表中按时间记录了每个报警信息的状态、纠错措施、处理部门和截止时间等。