MES系统与现有设备的对接方法研究

MES系统与现有设备的对接方法研究

王滨

中车大连机车车辆有限公司    辽宁大连    116022

摘要:MES系统与企业现有其他信息系统如ERP、PDM、ERP等集成也是一个需要解决的难题。针对现有MES系统与其他信息系统对接过程中出现的问题，结合实际项目经验，对MES系统与现有设备的对接方法进行了研究，提出了一种新的接口方式——OPC接口（OpenProcessingInterface）。通过对现有MES系统与设备对接的需求分析和OPC接口原理进行阐述，设计出OPC接口实现方案。利用OPC技术可以在一个标准的通信协议下对两个或多个数据源进行通信，通过对OPC服务器的配置来实现不同数据源之间的通信。结合MES系统与其他信息系统集成要求以及现有设备对接需求，提出了基于OPC接口的MES系统与现有设备对接方法。

关键词:MES系统；现有设备；对接方法

近年来，MES系统在许多领域都得到了广泛应用，对生产制造过程中的各个环节进行实时监控，保证产品质量和提高生产效率。然而，MES系统的成功实施与推广并不是一蹴而就的，在实施过程中由于受到企业各种条件的限制，往往会遇到一些困难。MES系统在与现有设备对接时，往往会遇到诸如设备接口不一致、接口协议不统一、设备数据不完整等问题，导致系统难以运行。

1.需求分析

MES系统主要负责企业生产过程的执行和控制，在整个生产过程中起到承上启下的作用。它不仅要对企业内部各子系统进行协调，还需要与其他系统进行接口对接，如ERP、PDM、SCADA等，因此，MES系统对与其他信息系统的集成要求较高。根据企业MES系统与现有设备的接口方式进行分析，MES系统与现有设备对接需求可以分为两种情况：一是MES系统与现有设备之间的接口方式，主要有基于TCP/IP协议的局域网内通信和基于以太网的广域网上通信；二是MES系统与现有设备之间的接口方式，主要有基于现场总线技术的现场总线通信和基于串口技术的现场总线通信。不同情况下所需的对接方式不同。

2.OPC接口原理

OPC接口（OPCInterface）是由Profibus联盟设计并制定的一种工业数据访问标准，它将标准的工业数据模型与OPC标准紧密地结合起来，使得工业设备能够通过这个标准接口访问来自不同厂商、不同系统的数据，从而实现生产设备之间以及生产过程之间的通信。OPC接口（OPCInterface）基于面向对象技术，主要由三部分组成：一个由客户端和服务器构成的客户端应用程序，一个用于描述服务器和客户端接口的数据类型规范，以及一个用于描述数据源和接口的对象模型。服务器端由OPC应用程序、服务器组件和与其相关的功能组件组成。客户端与服务器之间通过OPC服务进行通信，从而实现不同设备之间、不同系统之间以及不同数据源之间数据的交换与共享。

3.方案设计

MES系统与现有设备对接，采用基于OPC接口的方法，以MES系统中的数据为基础，以OPC接口作为中间桥梁，将MES系统中的数据传给现有设备。通过对现有设备进行改造，使其符合OPC接口标准，实现与MES系统的对接。由于现有设备使用的操作系统、数据库类型等都不一致，导致数据接口协议不统一，因此需要对现有设备进行改造，使其满足OPC接口标准。MES系统与现有设备的对接方法研究是一项非常重要的任务，它可以帮助企业实现生产过程的自动化和智能化，从而提高生产效率和产品质量。接口标准对接： MES系统通常需要与特定的接口标准进行对接。这些标准可能包括 UML、 JavaScript、 HTTP等。企业需要根据自己的需求和应用场景选择合适的接口标准，并在系统中进行相应的实现。数据采集对接： MES系统需要与生产线上的各种传感器、 RFID读写器等设备进行数据采集。这些设备可以记录产品生产过程中的数据，包括生产时间、生产进度等信息。数据分析对接： MES系统可以通过分析生产线上的数据，发现生产过程中存在的问题和瓶颈，并提出相应的改进建议。

4.接口实现

针对上述问题，结合实际项目经验，提出了一种基于OPC接口的MES系统与现有设备对接方法。（1）系统接收现有设备信息后，首先通过OPC接口建立一个数据库，该数据库中存储的是设备的基础信息（如设备型号、品牌、编号、类型等）以及设备的运行状态（如设备是否正常运行、设备是否处于停机状态等）。（2）然后MES系统通过OPC接口建立一个通信通道，将数据发送给OPC服务器。从通信协议上来说，MES系统与现有设备之间采用TCP/IP协议进行通信；从数据结构上来说，MES系统可以使用标准的数据库连接池，也可以使用标准的OPC服务器连接池来进行数据传输。本文提出了一种新的接口方式——OPC接口，通过对OPC服务器和OPC客户端的配置，实现不同数据源之间的通信。在具体项目实施中，MES系统与设备对接成功后，能够很好地完成生产过程中的实时监控和管理。通过对OPC接口的研究，可以使得MES系统更好地与其他信息系统进行集成，从而为企业创造更大的价值。本文所研究的内容主要是基于MES系统与设备对接所采用的一种新方法，目前还没有一个具体的应用案例。未来将会在此基础上进一步研究OPC接口在其他领域如智能制造、工业机器人等方面的应用，为企业提供更多有价值的参考。

结束语:

综上所述，基于OPC接口的MES系统与现有设备对接方法，以OPC技术为基础，以MES系统为核心，通过对现场设备接口规范的设计、现场设备数据采集及集成、实时数据的实时存储等方面的研究，实现了MES系统与现有设备的对接，解决了MES系统与现有设备之间存在的问题，使得MES系统能够有效地进行数据集成和共享。该方法为实现企业信息系统集成提供了一种可行方法。MES系统中加入设备信息管理功能，使得不同设备间能够相互通信；针对实时数据无法实时存储问题，可以加入数据缓冲功能，当系统出现异常时可及时进行处理。

参考文献:

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[3]崔志华.一种智能终端与MES系统对接的方法:CN202210127429.1[P].CN202210127429.1[2023-08-11].