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攀钢热轧MES设计与实现

2012-06-11 15:40:06

    引言


    当前钢铁工业基本实现基础自动化和过程自动化,应用先进的管理理念及信息技术改造传统产业已成为发展趋势。


    攀钢热轧板厂是攀钢主要生产厂矿之一,具有完善的基础自动化系统(L1)和过程自动化系统(L2),同时还具有一些小型生产管理应用系统,但这些系统都是以单元生产设备为核心进行检测与控制,生产设备之间(例如:轧线与精整,精整各线)形成诸多“自动化信息孤岛”。上下工序问的生产信息传递依靠手工报表传递,极易导致数据失真和信息阻塞,且缺乏对信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁行业生产管理的要求闭。


    攀钢实施的整体产销系统(ERP)需要热轧板厂提供各个区域的实时生产信息、并能够接收和执行整体产销系统下达的生产指令,热轧板厂现有应用系统不能承担这样的任务,因此,迫切需要构建MES系统作为ERP系统与PCS系统进行信息交换的中间桥梁。同时,MES的建设也有助于解决热轧板厂的“自动化孤岛”问题,实现生产数据的实时共享,生产过程的全程监控,从而建立管控一体化的生产控制系统。


    1 热轧MES网络设计


    热轧板厂已有覆盖全厂的厂务管理网络、工序过程计算机网络,因此,热轧MES系统在物理上不单独组网,而是对原有的厂务管理网络进行整合、扩展,升级构建热轧MES网络。该MES网络上与公司骨干网集成,下与各工序L2级网络集成,横向与炼钢L3级生产控制系统网络集成,通过公司骨干网,实现与冷轧L3级信息交换。


    为了保证网络的可靠性,热轧MES网络与集团主干网和炼钢MES网络集成采用双链路冗余技术实现。热轧MES与多个外部网络连接,为了隔离对MES内部或外部非法访问带来的网络安全性问题,MES网络采用三层交换机,利用三层交换机的VLAN功能,实现MES网络与外部网络的逻辑隔离,仅有授权的用户能够访问MeS内部资源或访问MES外部资源。


    2 MES系统结构


    应用系统体系机构分为C/S、B/S、多层等,多层结构具有前后台松散耦合、逻辑组件高可复用、维护升级方便、利于分工和编码快速方便等优点,因此,热轧MES系统采用多层体系结构,分别为表现层、基础架构层,业务逻辑层、数据访问层和关系数据库。应用系统体系结构如图1所示。

 

   图1 MES系统结构图

    图1 MES系统结构图


    2.1 表现层


    表现层即客户端,该层使用Delphi语言开发完成,为用户提供一种交互式操作的界面,主要负责用户权限控制,客户端逻辑操作画面加载,业务数据的显示和接收用户的输入。


    该层使用了面向对象组件化开发模式,封装了大量的客户端控件和可复用的组件。为了客户端保证数据库的安全,提高数据库的效率,避免客户不当操作引发的锁的问题,客户端不直接与数据库建立连接,该层使用COM+与基础架构层进行数据交互,而整个交互过程对于编码人员透明,大大简化客户端程序的编制过程,提高了开发效率。


    2.2 基础架构层


    基础架构层是应用服务器的核心层,该层使用VC++编制,主要功能包括:对象(或属性、方法)存取控制(Access Control),对象映射(Object Map)、域名解析(Name Resolve)、订阅发布(Sub/Pub),数据缓存(Data Cache)、业务逻辑组件加载与卸载、数据事务控制(Trans Action)和数据访问层(Data Access)等。该层基于COM+标准规范建立,是一种较为理想的软总线结构,可以通过装配或扩展对象组件实现一个特定的应用软件系统,对象组件可以在不影响系统中的其它对象组件的前提下被卸载或更新,真正实现软件组件的即插即用,应用服务器可以在运行过程中不影响业务使用的情况下完成业务逻辑组件的升级。该层对于业务代码编写人员透明,业务人员只需按照给定规范编写逻辑程序,无须了解过多的细节。


    2.3 业务逻辑层


    业务逻辑层是MES系统的核心部分,主要完成业务规则的制定、业务流程的实现等业务逻辑功能。业务逻辑组件不能单独运行,必须运行在应用服务器的托管空间之下,其加载与卸载由应用服务器负责。逻辑组件各自运行在自己的地址空间,不能相互调用或通讯,逻辑组件问的调用必须通过基础架构层完成,调用结果由基础架构层返回给业务逻辑组件。


    2.4 数据访问层


    数据访问层也称持久层,位于基础框架层内,是对数据库访问的封装。该层完成业务逻辑组件与数据库之间的交互,按照业务逻辑组件的要求完成对数据库的访问。该层对业务代码编写人员透明。

(责编:fanwei)

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