1 概述

實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)和精益制造的制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System：MES)是工業(yè)企業(yè)以信息化促進現(xiàn)代化的工業(yè)改革的重要內(nèi)容，MES是處于上層計劃層和底層過程控制層之間的執(zhí)行層，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行，是制造過程信息集成的紐帶。本文提出基于OPC技術(shù)的MES與底層控制系統(tǒng)（PLC）間集成，實現(xiàn)EW-MES與自動化層的無縫鏈接，并以北京汽車株洲工廠EW-MES系統(tǒng)為例進行簡要說明。

圖1

2 OPC技術(shù)的應(yīng)用

不同廠家、不同品牌的PLC數(shù)據(jù)通信協(xié)議互不相同，因為不同的語言和運行環(huán)境對驅(qū)動程序的接口有不同的要求，所以不僅軟件廠商需要編寫大量驅(qū)動，硬件廠家也需要為應(yīng)用程序開發(fā)不同的驅(qū)動，這樣硬件廠商無疑加大了開發(fā)成本，與此同時方案也不符合軟件工程的發(fā)展趨勢，在這樣的背景下，OPC技術(shù)應(yīng)運而生，OPC技術(shù)為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問機制，將硬件與應(yīng)用軟件有效地分離開來。不同的硬件廠商只需為各自的設(shè)備提供帶有OPC接口的服務(wù)器，軟件廠商可以采用具有OPC接口的客戶端程序?qū)λ鼈冞M行統(tǒng)一方式的訪問。

在實際的生產(chǎn)實踐中，底層的過程控制產(chǎn)品都是來自不同的廠家的DCS、SCADA、PLC等，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，使得MES的實時性、準(zhǔn)確性難以實現(xiàn)，制約了MES系統(tǒng)的發(fā)展，采用OPC技術(shù)則能很好地解決該問題。OPC接口通過提供工業(yè)自動化標(biāo)準(zhǔn)的RPC機制，使得MES可以通過OPC服務(wù)器獲得車間過程數(shù)據(jù)，為MES進行過程信息集成提供了必要的技術(shù)支持。

3 EW-MES系統(tǒng)采用的OPC  Server軟件

在EW-MES系統(tǒng)中，采用KepServerEx作為OPC Server。KepserverEx是全球工業(yè)界領(lǐng)先的超級OPC服務(wù)器，它嵌入了工業(yè)市場上廣泛的驅(qū)動程序和組件，具備幾乎任何自動化層控制設(shè)備（PLC）的驅(qū)動，同時再作為OPC Server發(fā)布出來。

KepServerEX能夠簡單快速地規(guī)劃通信，其必要的步驟如下：

圖2

1、 需要選擇驅(qū)動程序來建立channel

2、 制定需要連接的設(shè)備或系統(tǒng)

3、 建立連接設(shè)備的信號點地址，并制定名稱。

4 北汽株洲工廠EW-MES系統(tǒng)中OPC技術(shù)的應(yīng)用

4.1 項目背景

北汽株洲工廠EW-MES系統(tǒng)涵蓋了沖壓、焊裝、涂裝和總裝四大車間，車間自動化控制系統(tǒng)采用了ROCKWELL和SIEMENS兩種品牌，同一種品牌中有多種型號的PLC。現(xiàn)場設(shè)備運行、故障，Andon呼叫信息等信號由各種相應(yīng)PLC采集，最終統(tǒng)一存儲到EW-MES的數(shù)據(jù)庫中。

4.2 實施方案

1、 通過一臺服務(wù)器與各個自動化控制系統(tǒng)（PLC）建立以太網(wǎng)連接。

2、 服務(wù)器安裝運行KepServerEX軟件，作為OPC Server服務(wù)端。

3、 在KepServerEX建立各種驅(qū)動，與相應(yīng)PLC建立連接。

4、 EW-MES實時數(shù)據(jù)庫支持OPC標(biāo)準(zhǔn)，作為OPC客戶端，他可以從OPC服務(wù)端中訪問數(shù)據(jù)。

5、 通過一臺服務(wù)器與各車間幾十種PLC建立以太網(wǎng)連接，通過OPC技術(shù)協(xié)議實現(xiàn)信息層與控制層（PLC）之間的數(shù)據(jù)交換。

6、 整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)框架：

圖3  整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)框架

5 結(jié)束語

OPC作為一座橋梁將EW-MES層與現(xiàn)場各種不同的廠家的控制系統(tǒng)（PLC）有機的聯(lián)系在一起。當(dāng)各種軟件都采用OPC的接口規(guī)范時，各種應(yīng)用軟件便可通過OPC接口實現(xiàn)方便的連接，增強了軟件間數(shù)據(jù)交換與應(yīng)用的開放性。這使OPC成為了一塊即插即用的軟件主板，將工廠自動化系統(tǒng)不同層次的應(yīng)用匯集在一起，相互溝通信息，因此使用OPC作為信息集成的統(tǒng)一接口具有無可比擬的優(yōu)越性。

EW-MES系統(tǒng)正是巧妙利用OPC技術(shù)，采用KepServerEX這一強大的OPC Server軟件實現(xiàn)了信息層與控制層之間的無縫鏈接。