一.背景

在新基建的浪潮下，企業(yè)的自動(dòng)化水平程度不斷提升，企業(yè)的生產(chǎn)裝置設(shè)備從手工、半自動(dòng)等狀態(tài)逐步向全自動(dòng)生產(chǎn)裝置升級(jí)。從企業(yè)的管理角度來(lái)說(shuō)，要打通生產(chǎn)管理與車間自動(dòng)化信息流。不僅要將生產(chǎn)指令要求下發(fā)至生產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)備，還需要自動(dòng)采集實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管及過(guò)程數(shù)據(jù)的分析。

所以，企業(yè)在建設(shè)MES系統(tǒng)時(shí)，需要考慮與自動(dòng)化的深度集成。但企業(yè)的自動(dòng)化產(chǎn)線設(shè)備往往會(huì)涉及到多個(gè)廠商、不同型號(hào)的自動(dòng)化系統(tǒng)，因此MES的集成能力及穩(wěn)定性對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理至關(guān)重要。

二.西門子數(shù)字化解決方案

西門子OpcenterEXPR是適用于食品飲料及流程行業(yè)的MES套件，除滿足其行業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)特點(diǎn)外，還有強(qiáng)大的自動(dòng)化集成能力。該MES系統(tǒng)與自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以深度集成，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)工單的下發(fā)，至生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，再到自動(dòng)化設(shè)備的監(jiān)控和分析，實(shí)現(xiàn)了ERP層、MES層、過(guò)程控制層的縱向閉環(huán)貫通。

西門子自動(dòng)化控制系統(tǒng)在全球具有大量的應(yīng)用和部署，西門子Opcenter EXPR在與西門子自己的自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成具有天然的優(yōu)勢(shì)。不論是西門子的PLC控制系統(tǒng)，還是西門子的Wincc系統(tǒng)，以及西門子的批量配方控制系統(tǒng)（SIMATIC BATCH）等，都能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫的集成。同時(shí)西門子的Opcenter EXPR產(chǎn)品具有內(nèi)置化的配置工具和通訊通道，確保系統(tǒng)間集成穩(wěn)定和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽俊?/p>

與Batch系統(tǒng)集成

食品飲料及流程行業(yè)中，大部分生產(chǎn)流程是按照批量配方式生產(chǎn)模式。很多企業(yè)也建設(shè)了批處理控制系統(tǒng)。這里重點(diǎn)介紹西門子MES與西門子批量配方控制系統(tǒng)（SIMATIC BATCH）集成的能力。當(dāng)過(guò)程控制系統(tǒng)有SIMATIC BATCH時(shí)候，Opcenter EXPR就直接與該系統(tǒng)對(duì)接，至于底層的過(guò)程控制由SIMATIC BATCH負(fù)責(zé)執(zhí)行。所以，Opcenter EXPR就通過(guò)如下方式來(lái)與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步。

西門子OpcenterEXPR系統(tǒng)通過(guò)批次任務(wù)來(lái)關(guān)聯(lián)一種特定類型的自動(dòng)化任務(wù)，可讀取和設(shè)置SIMATICBATCH主配方及其參數(shù)。OpcenterEXPR可讓管理西門子批次任務(wù)及其參數(shù)，以便執(zhí)行SIMATIC BATCH主配方。為了保證配方保密性，OpcenterEXPR 提供專門的連接器SITBIL實(shí)現(xiàn)與SIMATICBATCH集成，確保生產(chǎn)工藝參數(shù)及配方的保密性。

另外，系統(tǒng)通過(guò)建立信號(hào)觸發(fā)機(jī)制，使Opcenter EXPR和SIMATIC BATCH可以互相監(jiān)測(cè)當(dāng)前狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)操作、中控室以及管理層的信息實(shí)時(shí)同步

與Wincc系統(tǒng)集成

Wincc系統(tǒng)目前也是食品飲料行業(yè)比較常見的集成對(duì)象，西門子OpcenterEXPR也有專門針對(duì)Wincc上位機(jī)的集成交互。Opcenter EXPR通過(guò)OPC UA（Unified Architecture，統(tǒng)一架構(gòu)）來(lái)進(jìn)行集成。OPCUA是下一代OPC標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)提供一個(gè)完整的，安全和可靠的跨平臺(tái)的架構(gòu)，以獲取實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。

Opcenter EXPR 通過(guò)OPC UA與西門子Wincc上位機(jī)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工單從MES系統(tǒng)下發(fā)至Wincc系統(tǒng)。Wincc系統(tǒng)接收到生產(chǎn)工單后，跟進(jìn)實(shí)際工況進(jìn)行生產(chǎn)工單的執(zhí)行確認(rèn)，生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程中參數(shù)同步至MES系統(tǒng)中。

與PLC系統(tǒng)集成

也有部分企業(yè)的產(chǎn)線設(shè)備沒(méi)有Wincc或上位機(jī)系統(tǒng)，OPcenter EXPR可以直接與PLC系統(tǒng)進(jìn)行集成。如果是西門子S7系列的控制系統(tǒng)可以直接與Opcenter EXPR進(jìn)行鏈接。其他PLC系統(tǒng)可以通過(guò)OPC UA的方式與OPcenterEXPR進(jìn)行集成。針對(duì)不同的控制系統(tǒng)，OpcenterEXPR提供不同的功能組件與其集成，對(duì)于PLC部分，通過(guò)自動(dòng)化網(wǎng)關(guān)這個(gè)功能組件。

西門子Opcenter EXPR自動(dòng)化網(wǎng)關(guān)具有完整的配置化界面，快速鏈接需要集成的PLC信息。對(duì)于產(chǎn)品較多的情況下，也可以根據(jù)管理需求進(jìn)行分組，按照不同的自動(dòng)化通道來(lái)管理與MES集成的PLC。

三.方案優(yōu)勢(shì)

綜上所述，西門子Opcenter EXPR與自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以進(jìn)行深度的集成，通過(guò)這種深度集成大大提高了生產(chǎn)執(zhí)行效率和生產(chǎn)業(yè)務(wù)的協(xié)同，也為生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程的透明化和實(shí)時(shí)化的管理奠定基礎(chǔ)。西門子OpcenterEXPR與自動(dòng)化控制系統(tǒng)深度集成優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

? 西門子Opcenter EXPR與西門子的控制系統(tǒng)（如SIMATIC BATCH、Wincc、S7）有專門的集成通道和加密工具，確保系統(tǒng)集成可靠、穩(wěn)定。

? 西門子Opcenter EXPR 采用主流的通訊協(xié)議OPC UA，實(shí)現(xiàn)與過(guò)程控制系統(tǒng)的集成，可以具有很好的擴(kuò)展性和維護(hù)性。

? 西門子Opcenter EXPR具有自動(dòng)化網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序，不僅可以方便管理和維護(hù)與控制系統(tǒng)的集成接口，而且可以對(duì)不同車間和產(chǎn)線的控制系統(tǒng)進(jìn)行分組管理。

? 西門子Opcenter EXPR可以下發(fā)工單信息至過(guò)程控制系統(tǒng)，并可以自動(dòng)采集生產(chǎn)過(guò)程及執(zhí)行結(jié)果信息，實(shí)現(xiàn)MES與控制系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)閉環(huán)。

審核編輯：劉清