1 概述

實(shí)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(jìn)現(xiàn)代化的工業(yè)改革的重要內(nèi)容，MES是處于上層計(jì)劃層和底層過(guò)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(guò)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(shí)現(xiàn)EW-MES與自動(dòng)化層的無(wú)縫鏈接，并以北京汽車株洲工廠EW-MES系統(tǒng)為例進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)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?yàn)椴煌恼Z(yǔ)言和運(yùn)行環(huán)境對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的接口有不同的要求，所以不僅軟件廠商需要編寫(xiě)大量驅(qū)動(dòng)，硬件廠家也需要為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)不同的驅(qū)動(dòng)，這樣硬件廠商無(wú)疑加大了開(kāi)發(fā)成本，與此同時(shí)方案也不符合軟件工程的發(fā)展趨勢(shì)，在這樣的背景下，OPC技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(wèn)機(jī)制，將硬件與應(yīng)用軟件有效地分離開(kāi)來(lái)。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(jìn)行統(tǒng)一方式的訪問(wèn)。

在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，底層的過(guò)程控制產(chǎn)品都是來(lái)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(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性難以實(shí)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(wèn)題。OPC接口通過(guò)提供工業(yè)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)的RPC機(jī)制，使得MES可以通過(guò)OPC服務(wù)器獲得車間過(guò)程數(shù)據(jù)，為MES進(jìn)行過(guò)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(jí)OPC服務(wù)器，它嵌入了工業(yè)市場(chǎng)上廣泛的驅(qū)動(dòng)程序和組件，具備幾乎任何自動(dòng)化層控制設(shè)備（PLC）的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)再作為OPC Server發(fā)布出來(lái)。

KepServerEX能夠簡(jiǎn)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(dòng)程序來(lái)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(hào)點(diǎn)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(xiàng)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(dòng)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(hào)的PLC?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行、故障，Andon呼叫信息等信號(hào)由各種相應(yīng)PLC采集，最終統(tǒng)一存儲(chǔ)到EW-MES的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

4.2 實(shí)施方案

1、 通過(guò)一臺(tái)服務(wù)器與各個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)（PLC）建立以太網(wǎng)連接。

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

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

4、 EW-MES實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)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(wèn)數(shù)據(jù)。

5、 通過(guò)一臺(tái)服務(wù)器與各車間幾十種PLC建立以太網(wǎng)連接，通過(guò)OPC技術(shù)協(xié)議實(shí)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(yǔ)

OPC作為一座橋梁將EW-MES層與現(xiàn)場(chǎng)各種不同的廠家的控制系統(tǒng)（PLC）有機(jī)的聯(lián)系在一起。當(dāng)各種軟件都采用OPC的接口規(guī)范時(shí)，各種應(yīng)用軟件便可通過(guò)OPC接口實(shí)現(xiàn)方便的連接，增強(qiáng)了軟件間數(shù)據(jù)交換與應(yīng)用的開(kāi)放性。這使OPC成為了一塊即插即用的軟件主板，將工廠自動(dòng)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(wú)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(qiáng)大的OPC Server軟件實(shí)現(xiàn)了信息層與控制層之間的無(wú)縫鏈接。