最近網(wǎng)上看到一些寫MES和PLC通信的文章。或許因為行業(yè)不同的緣故吧，對于里面的一些觀點，我個人是持保留意見的。首先在我所在行業(yè)里，MES是不會和PLC直接通信的。MES和PLC之間通常還有一個其他系統(tǒng)。該系統(tǒng)在不同行業(yè)的叫法不一樣。比如有的行業(yè)稱之為二級系統(tǒng)(L2)或者數(shù)采系統(tǒng)，有的行業(yè)稱之為過程控制系統(tǒng)。

根據(jù)Purdue模型及ISA95標準中的模型，自動化系統(tǒng)位于L1,MES位于L3,它們中間還有一個L2系統(tǒng)。而位于L3的MES是不會直接和位于L1的PLC通信的。否則就違背了層級隔離原則。

圖1 ISA95企業(yè)信息系統(tǒng)架構(gòu)

1.PLC<->L2

L2在不同行業(yè)的叫法及功能不一樣。有的行業(yè)只是一個簡單的SCADA。有的行業(yè)要復(fù)雜一些，它會接收MES下方的作業(yè)計劃并調(diào)取生產(chǎn)配方，按照MES的要求進行生產(chǎn)，并把生產(chǎn)實績返回給MES系統(tǒng)。還有的行業(yè)會在L2中部署一些控制模型，用于對生產(chǎn)制造進行優(yōu)化控制。這些帶有控制模型的L2系統(tǒng)有的行業(yè)稱之為先進制造系統(tǒng)。

圖2 L2功能模塊

上圖是一個簡單的L2系統(tǒng)功能模塊示意圖。實際項目中因行業(yè)或者其他原因會有所不同。但是在部分行業(yè)中，L2不會只是一個簡單的SCADA可以替代的。

L2是位于IT和OT之間的一個銜接系統(tǒng)。L2系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基本直接來自PLC。通過和PLC的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)設(shè)備控制和狀態(tài)監(jiān)視。并把這些數(shù)據(jù)根據(jù)上游系統(tǒng)的要求進行相應(yīng)處理后發(fā)送到MES系統(tǒng)。L2和PLC的通信各家做法也不一樣，有的直接使用PLC的通信協(xié)議讀寫數(shù)據(jù)，比如S7和Modbus TCP這樣的協(xié)議。也有的會要求PLC通過Socket主動發(fā)送數(shù)據(jù)。

2.L2<->MES(L3)

L2和MES之間通常采用WEB API交換數(shù)據(jù)，格式通常是JSON字符串。MES系統(tǒng)在排產(chǎn)后會下發(fā)相關(guān)的生產(chǎn)計劃到L2系統(tǒng)。L2系統(tǒng)根據(jù)對生產(chǎn)計劃的拆解調(diào)取相應(yīng)的配方或者其他生產(chǎn)參數(shù)下發(fā)到自動化系統(tǒng)。如果L2系統(tǒng)有控制模型的話還會調(diào)用相應(yīng)的模型。并在生產(chǎn)過程中將生產(chǎn)實績返回到MES系統(tǒng)。

圖3 L1-L3架構(gòu)示意圖

目前也有一些行業(yè)對L2功能進行了弱化，一方面自動化系統(tǒng)的功能越來越強，以前一些必須要L2系統(tǒng)來實現(xiàn)的功能現(xiàn)在自動化系統(tǒng)也可以實現(xiàn)。另一方面L2系統(tǒng)中的引以為傲的模型系統(tǒng)在實際使用中的效果并沒有想象中的那么好，慢慢的一些行業(yè)的L2只剩下數(shù)據(jù)采集的功能了。但是隨著工業(yè)大模型的興起，L2系統(tǒng)在這些行業(yè)中能否重現(xiàn)昔日的輝煌就不好說了。

現(xiàn)場案例應(yīng)用詳解

MES等智能監(jiān)測系統(tǒng)在大型挖掘機智能制造車間中的應(yīng)用十分廣泛，采用MES等智能監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了從訂單接收到產(chǎn)品交付的全過程信息化管理。全新挖掘機整機裝配線促進勞動組合的調(diào)整，提高專業(yè)化裝配水平，旨在提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化生產(chǎn)流程、保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)現(xiàn)場情況，PLC無線通訊專家決定采用DTD435MA來完成輔料加注操作臺與加注機的無線通訊工作，在輔料加注操作臺的臺達觸摸屏及加注機的歐姆龍PLC端分別安裝一塊日系專用無線通訊終端DTD435MA，即可以實現(xiàn)操作臺與加注機之間加料信息相互傳輸，實現(xiàn)輔料加注無線可視化操作，避免操作過程中存在的生產(chǎn)及安全隱患，促進裝配線線數(shù)字化生產(chǎn)。

審核編輯 黃宇