摘要：MES中各系統(tǒng)間以及各控制層之間的信息必須要可以自由流動(dòng)，為此需要在它們之間構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)。目前常規(guī)的做法是在管理層(監(jiān)控層)與控制層之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換信息，控制層與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線交換信息，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜?jiǎn)圖。
MES正在引領(lǐng)汽車(chē)制造業(yè)的新潮流。由于MES是以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)而建立，因此其強(qiáng)大功能內(nèi)涵必然拉動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制系統(tǒng)功能水平的提升。本文旨在從網(wǎng)絡(luò)通信、檢測(cè)以及智能邏輯等角度探討如何在常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)控制模式的基礎(chǔ)上補(bǔ)充和完善功能以適應(yīng)MES的需要。
MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))技術(shù)正以其全新的理念、完善的系統(tǒng)構(gòu)架以及強(qiáng)大的功能模塊而風(fēng)靡全球，在國(guó)內(nèi)引進(jìn)的高水平汽車(chē)生產(chǎn)線上也有所應(yīng)用。與此同時(shí)，MES也以其在可靠性、監(jiān)控以及數(shù)字化管理等方面的卓越表現(xiàn)吸引著國(guó)內(nèi)的汽車(chē)制造商。目前，無(wú)論是新建還是升級(jí)改造項(xiàng)目，其控制系統(tǒng)的規(guī)劃或功能拓展目標(biāo)都在圍繞著MES進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制系統(tǒng)是MES的基礎(chǔ)和支撐，其功能是否完善直接影響MES作用的發(fā)揮，因此，探討如何根據(jù)MES的理念和功能要求來(lái)規(guī)劃或擴(kuò)展現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的功能顯得十分必要和迫切。那么，在眾所周知的常規(guī)控制模式下的功能基礎(chǔ)上，還要如何拓展才能讓MES充分發(fā)揮作用?筆者通過(guò)下文簡(jiǎn)要闡述一下自己在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中的體會(huì)。
1.通信
MES中各系統(tǒng)間以及各控制層之間的信息必須要可以自由流動(dòng)，為此需要在它們之間構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)。目前常規(guī)的做法是在管理層(監(jiān)控層)與控制層之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換信息，控制層與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線交換信息，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜?jiǎn)圖。為了避免不必要的通信轉(zhuǎn)換，控制系統(tǒng)的PLC最好具有進(jìn)行以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(Profibus、DeviceNet等)通信的功能。變頻器最好具備對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線的通信接口。智能儀表等裝置最好具有現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng)通信接口，如屬于某系統(tǒng)或與某系統(tǒng)關(guān)系緊密，也可在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行局域模擬量傳輸。如車(chē)間應(yīng)用了ProfiNet技術(shù)，通信將變得更簡(jiǎn)潔，但目前汽車(chē)行業(yè)幾乎沒(méi)有應(yīng)用。
2.設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)
為了讓MES中的監(jiān)控計(jì)算機(jī)或人機(jī)界面能更形象準(zhǔn)確地顯示工藝設(shè)備整體及其各裝置的運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)必須對(duì)電機(jī)、水泵和傳感器等的運(yùn)行或通斷狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和判斷。這就需要增設(shè)相應(yīng)的檢測(cè)元件，如編碼器，可直接檢測(cè)電機(jī)是否運(yùn)行;光電開(kāi)關(guān)，可檢測(cè)工件是否通過(guò)或占位;測(cè)距開(kāi)關(guān)，可以檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備行進(jìn)距離;壓力開(kāi)關(guān)，可以檢測(cè)是否過(guò)載;風(fēng)速儀，可以間接檢測(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行與否;接近開(kāi)關(guān)，可間接反映設(shè)備間同步狀態(tài);電流表，可間接反映電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等。當(dāng)采用間接方式時(shí)，需配合軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能，例如，通過(guò)檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行電流(不包括起動(dòng)過(guò)程)可以間接判斷其是否處于運(yùn)行狀態(tài)。圖2所示的坐標(biāo)反映電機(jī)的運(yùn)行電流。上下限值根據(jù)電機(jī)實(shí)際工作中負(fù)載的變化范圍而確定，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行電流在上下限之間時(shí)，可認(rèn)為電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，電流為零則處于停止?fàn)顟B(tài)，其他區(qū)間為故障狀態(tài)。
3.參數(shù)檢測(cè)與控制
MES檢測(cè)與調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的功能主要靠以太網(wǎng)和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。為此，建議在現(xiàn)場(chǎng)PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間建立數(shù)字量或模擬量的參數(shù)傳遞通道，盡量不采用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)直接通信的方式。
（轉(zhuǎn)載）
