DCS/MES集成系统在生产企业的研究与应用分析
中图分类号：TP273 文献标识码：A
为了使企业在未来的生产经营中可以获取更高经济效益，对DCS/MES集成系统在生产企业的应用进行研究分析显得尤为重要。
一、建立DCS/MES集成系统目的和方案
为了解决企业由于长期缺乏统一规划而产生的施工工艺不同、物流采集系统各自为政、系统内品牌不统一，以及企业内各系统信息无法整合、无法兼容等现象，使企业亟待研究出一套可以有效集成全厂生产信息、消除不同系统间信息隔离现象、降低信息核算统计时间、提高工作效率的全厂型生产管理信息网络即DCS/MES集成系统，促使企业可以实现生产管理信息化、自动化，提高企业经营管理效率的同时，也可为企业创造更高经济收益。
DCS/MES集成系?y构建方案为：经由企业IT专业人员赴工厂实际勘察，结合生产需求与企业发展规划进行软件开发，而硬件方面则现有网络结合以及设备基础上，根据工程需求进行合理采购，并预期在系统落成后，可通过DCS/MES集成系统每日及时、准确、自动的搜集各个生产部门的信息数据，并在分析整合后绘制成报表，促使为企业的生产经营提供准备的分析管理资料，为企业的科学决策、稳定发展奠定基础。
二、现场生产控制系统介绍
在现场生产控制系统内为了使DCS/MES集成系统构建更加科学全面，生产企业启用了有自备电厂（汽电部）、提供全厂动力及能源单位（公用部）、生产PET的化工生产线（瓶片部）以及负责后期物料运输的储运部。然而，在现场生产控制系统研究过程中，由于各个承包商、工程设计单位以及施工单位，均使用不同的生产工艺，导致在现场生产控制系统无法统一，因此需要通过搜集、整理并分析不同数据采集通信接口特性，从而编制出一个具有科学性以及合理性的采集器，对各自控制系统、操作系统数据进行独立采集分析，促使现场生产控制系统可安全、高效、稳定的运行。
三、系统拓扑图介绍
由于需要整合的生产系统存在系统各自独立、各自分散、各自系统局域网并未对外进行联网等现象，严重影响系统内部资源、数据的整合，因此为了使现有控制系统可以得到有效完善，就需要利用网络对各自为政的系统进行连接。与此同时，为了使系统控制网络完全性得到有效保障，应确保对生产控制系统以单独方式形成网络体系，加之数据采集器的合理设置，对采集到的数据传输至服务器内，并结合企业管理具体需求规划并设定处理数据的最终形式，例如文档、报表等。此外，由于生产控制系统与公司主干网络连接，因此为了确保企业生产控制系统安全稳定，在生产控制系统与公司主干之间设置防火墙显得尤为必要，促使二者可以互为保护，并共同维护系统安全稳定。
为了使该系统内各个系统较为分先的情况得到有效解决，系统设计者采用在各个系统控制室内铺设公司网络的形式，使得各自为政的系统可以在公司网络形式下得到有效连接，并在网络线路铺设过程中预留的六对芯光纤内选出一对，作为控制系统的专网，促使系统连同更加规范完善。为了使各个终端控制系统与控制系统网络可以得到更好的联络，还需要配置交换机（DFE-855）6台、交换机（DFE-852）6台、配件（SC-SC3单模）12块、服务器（R730）一台、交换机（S5720）一台以及防火墙（AF-1120-SI）一台，使得系统网络在软硬件俱佳的情况下，可以更好的运行，确保正常、高效以及稳定运行的同时，可以为企业获取更高经济效益。
四、信息系统介绍
（一）网络架构
为了数据平台搭建的更为科学合理，首先应确保网络架构符合企业发展实际情况，其次应可有效确保系统运行高效、安全、稳定，基于以上两个方面，应采取以下网络整体性构架确保信息系统科学高效：一是构建数据采集网、现场控制网3层网络以及办公区域局域网；二是在数据采集网与办公局域网之间构建防火墙；三是采用独立网络路由构建生产局域网；四是为了减少数据采集对控制系统自身的影响，可采用控制系统上位机上安装双网卡的方式对该问题进行有效解决；五是利用数据采集网关来采集控制系统实时数据，并同时作为隔离控制网、网关隔离以及数据采集网；六是选用服务器组为构建系统服务器的基本形式；七是采用双机热备冗余设置系统关键服务器，促使系统可以安全稳定。
（二）系统功能
首先，对实施数据集成平台进行分析。在实施数据集成平台内可通过3个方面进行分析：一是实时数据库系统。由于实时数据库系统是一套较为完善的兼具存储、监控、数据采集、Web浏览等功能的系统，并具有DDE、ODBC、API、OPC等分析多样性，因此可以在经营管理层、生产层以及成产控制层（DCS/PLC）之间形成良好的数据连接体系；二是数据采集方案。通过在DCS/PLC操作系统内加设一块网卡的形式，使数据传输科学高效，将两块网卡配置在数据采集网关内，分别用于连接操作站和进行实施数据库网络连接之用，加之在数据采集接口与网络地址的转换间形成物理隔离，或通过架设防火墙等形式对数据库与接口机之间形成再次隔离，从而确保网络完全；三是生产监控。通过设置生产监控的形式来落实企业的安全生产，其中生产监控包括趋势图查询、实时/历史数据查询、分装置分单元的工艺流程图监视等方面。其工艺流程图与DCS流程图基本相同，均具有单位、实时数据、关键点动态曲线、设备号、物流以及装置等信息显示。由于生产监控可详细反映生产单元工艺运行状态、工序落实情况、系统参数设置合理性以及工艺流程实际情况等方面，促使流程调度员与企业管理者可实时掌控企业生产动态情况，并结合实际运行情况对生产作出实时调整，使得企业生产在动态监管下可获取更高经济效益。其次，分析生产报表功能。由于生产报表是站在全厂的角度对信息进行分析的，因此对设备运行、产品质量、装配能耗以及工序主要控制点等方面分析最为科学合理。
五、实现功能介绍
（一）实时KPI管理
生产运行绩效分析管理是依据企业生产指标运用各种手段进行细致分析控制的量化管理模式，可有效提高企业的经济效益，并以反映装置运行是否稳定、能耗是否达标、工艺是否符合规范等系统运行方面进行综合管理评定的管理形式。
（二）物料平衡
物料平衡系统基于企业测量网络的冗余性分析，消除物流数据中的显著误差，采用各种优化算法和数据统计分析方法，进行数据的协调与平衡，为企业开展流程模拟、装置优化、生产计划与调度优化等业务流程提供及时、真实、可靠、一致的生产数据信息的功能体系。
（三）能源管理
能源管理主要针对蒸汽、电、原煤等其他生产消耗资源进行统计与计算管理的形式。
（四）储运管理
以调度部门为起点的储运管理业务可通过下达调度指令，实现物流移动联系，灌区依据指令落实收料、付料等灌区内部操作，并在操作以后做好记录此为储运管理。
结论
总之，为了使企业可以在信息化、智能化、自动化生产经营管理模式，在信息技术基础上开展DCS/MES集成系统的研究与应用，不仅可以解决企业当前经营管理中存在的问题，而且可以在集成系统发展创新中为企业带来更高经济效益，因此DCS/MES集成系统应得到广泛应用与推广。
