MES系統(tǒng)在氯堿企業(yè)中的應(yīng)用

康長(zhǎng)永，趙 玄

（濟(jì)寧中銀電化有限公司，山東 濟(jì)寧272121）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展， 其在化工企業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 在氯堿企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中信息技術(shù)對(duì)車(chē)間生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行的信息流通更為便捷， 通過(guò)制定執(zhí)行系統(tǒng) （MES） 的信息化可以帶動(dòng)企業(yè)現(xiàn)代化，并走出一條科技含量高，經(jīng)濟(jì)效益好、環(huán)境污染少，人力資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子，最終有助于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

MES 強(qiáng)調(diào)制造計(jì)劃的執(zhí)行，它位于企業(yè)上層企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）和底層工業(yè)控制（PCS）之間，面向車(chē)間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)， 在計(jì)劃管理層和底層控制之間架起了一座橋梁。

1 MES 的設(shè)計(jì)及功能描述

1.1 MES 的設(shè)計(jì)

MES 系統(tǒng)在氯堿企業(yè)中采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，采用標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議， 通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采入數(shù)據(jù)庫(kù)，為調(diào)度協(xié)調(diào)，生產(chǎn)過(guò)程分析、改進(jìn)和優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

MES 主干網(wǎng)使用1 000 M 以太網(wǎng)， 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為T(mén)CP/IP。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。配置有核心交換機(jī)，服務(wù)器，控制系統(tǒng)配置網(wǎng)關(guān)機(jī)，防病毒服務(wù)器等設(shè)備見(jiàn)圖1。

圖1 MES設(shè)備配置圖

MES 設(shè)計(jì)是考慮了安全性、可靠性、可擴(kuò)容性。

（1）安全性。 在DCS 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與MES 網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)關(guān)機(jī)和防火墻進(jìn)行隔離， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)單向傳輸（控制系統(tǒng)→生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)），MES 軟件對(duì)DCS 運(yùn)行沒(méi)有影響； 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集軟件需用密碼驗(yàn)證后方可退出。

（2）可靠性。 MES 軟件系統(tǒng)具有強(qiáng)大的容錯(cuò)能力，提供日志跟蹤；網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集軟件具有斷點(diǎn)續(xù)傳的功能，通訊網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)后，采集軟件自動(dòng)恢復(fù)通訊， 將網(wǎng)絡(luò)中斷期間暫存在網(wǎng)關(guān)機(jī)上的數(shù)據(jù)補(bǔ)傳到MES 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（3）可擴(kuò)容性。 MES 的軟件平臺(tái)提供多種數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式如OPC、API 等標(biāo)準(zhǔn)接口，支持標(biāo)準(zhǔn)的SQL Net 編程接口， 為第三方提供標(biāo)準(zhǔn)的主流的開(kāi)發(fā)環(huán)境。 同時(shí)，用戶可將自己開(kāi)發(fā)的管理模塊在MES 中方便地安裝和卸載。

1.2 系統(tǒng)功能描述

氯堿企業(yè)的MES 功能主要包括生產(chǎn)調(diào)度、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、生產(chǎn)報(bào)表生成、生產(chǎn)過(guò)程跟蹤管理、在線質(zhì)量監(jiān)視管理、報(bào)警管理及設(shè)備停機(jī)管理等大模塊。

（1）生產(chǎn)調(diào)度。 將企業(yè)管理層下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃，根據(jù)生產(chǎn)工藝、流程要求進(jìn)行物料、能源平衡計(jì)算，結(jié)合控制系統(tǒng)采集到的設(shè)備狀況，自動(dòng)生成調(diào)度令，下達(dá)到生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)確認(rèn)后，控制并監(jiān)視生產(chǎn)作業(yè)的進(jìn)行。 從而達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)管理，提高生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)量的目的。

（2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)?？蓪⑸a(chǎn)裝置幾乎所有類型控制設(shè)備的工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集接口獲取，并發(fā)送存儲(chǔ)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，供MES 的其他功能模塊甚至企業(yè)ERP 系統(tǒng)調(diào)用處理。

（3）生產(chǎn)報(bào)表生成。提供報(bào)表生成，趨勢(shì)分析，數(shù)據(jù)查詢，事故追憶，相關(guān)曲線分析等功能，具備多種對(duì)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)的方式， 全面反映企業(yè)生產(chǎn)的全貌。

（4）生產(chǎn)過(guò)程跟蹤管理。系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程可視化前端，用于監(jiān)視、管理、跟蹤和提高生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)和管理級(jí)（甚至在異地）對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵工序控制點(diǎn)（工藝、安全、環(huán)保、質(zhì)量）指標(biāo)的動(dòng)態(tài)掌握和實(shí)時(shí)控制，還能夠?qū)ο鄳?yīng)的指標(biāo)進(jìn)行報(bào)警管理。能夠取代電話匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的落后管理方式， 并為生產(chǎn)調(diào)度提供實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)信息。

（5）在線質(zhì)量監(jiān)視管理?？蓪?shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)在線檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)、顯示，需人工分析和記錄的質(zhì)量、數(shù)據(jù)、指標(biāo)按分析時(shí)間間隔在系統(tǒng)輸入，經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)分析、統(tǒng)計(jì)整理，制成動(dòng)態(tài)曲線圖、質(zhì)量控制圖，并對(duì)實(shí)時(shí)的質(zhì)量報(bào)警進(jìn)行處置。

（6）報(bào)警管理。 對(duì)工藝、安全、環(huán)保、質(zhì)量指標(biāo)的超限進(jìn)行多種方式的報(bào)警，包括模擬量報(bào)警、事件報(bào)警、重大變化連續(xù)重復(fù)報(bào)警、硬件設(shè)備報(bào)警等。

（7）設(shè)備停機(jī)管理。采集并存儲(chǔ)生產(chǎn)設(shè)備的啟停機(jī)數(shù)據(jù)，對(duì)停機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的減量、開(kāi)、停車(chē)情況的監(jiān)控，并進(jìn)行設(shè)備停機(jī)原因分析追蹤， 達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程并通過(guò)縮短停機(jī)時(shí)間來(lái)發(fā)掘生產(chǎn)潛力的目的。

2 應(yīng)用效果

MES 在氯堿企業(yè)中的成功實(shí)施證明，有利于氯氣和氫氣系統(tǒng)的平衡工作，極大提高了工作效率；規(guī)范了管理流程；能有效地促進(jìn)企業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)計(jì)劃、管理、調(diào)度工作，使各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)明顯提高，主要表現(xiàn)為以下3 個(gè)方面。

（1）實(shí)現(xiàn)信息集成，提高辦公效率。 系統(tǒng)集信息管理、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和領(lǐng)導(dǎo)決策為一體。由于建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型， 數(shù)據(jù)信息都建立在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，保證了數(shù)據(jù)的高度集成和網(wǎng)上共享，改變了傳統(tǒng)的手工書(shū)面的數(shù)據(jù)傳輸方式， 縮短數(shù)據(jù)收集和分析的時(shí)間， 加強(qiáng)了企業(yè)內(nèi)部各部門(mén)之間的信息聯(lián)系和工作安排，提高了辦公效率。

（2）促進(jìn)現(xiàn)代化氯堿企業(yè)管理制度的建立。系統(tǒng)的投用，使管理人員樹(shù)立科學(xué)管理的理念，生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的投用，為管理者掌握大量的生產(chǎn)信息，定性定量地分析企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提供了可靠的依據(jù)，為企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的應(yīng)變能力，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力提供了有力的工具。

（3）加強(qiáng)計(jì)量信息管理，降低能耗。 對(duì)各生產(chǎn)裝置側(cè)線的計(jì)量數(shù)據(jù)、互供料數(shù)據(jù)、公用工程能耗數(shù)據(jù)（如水、電、汽、氣等）、為節(jié)能降耗，增加經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行合理生產(chǎn)調(diào)度， 全廠物料平衡和領(lǐng)導(dǎo)決策提供了科學(xué)的依據(jù)。

（4）利于生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定，減少異常發(fā)生的概率。通過(guò)對(duì)各生產(chǎn)信息的分析，可及時(shí)有效地微調(diào)生產(chǎn)，減少非計(jì)劃停車(chē)，保持生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行；通過(guò)對(duì)當(dāng)前的數(shù)據(jù)和歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)的分析， 特別是結(jié)合裝置安全運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，可以及早報(bào)告事故隱患；通過(guò)對(duì)事故前后實(shí)時(shí)記錄的歷史數(shù)據(jù)的分析， 定位事故發(fā)生的原因,對(duì)全廠重要裝置的運(yùn)行管理提前預(yù)警。

3 結(jié)束語(yǔ)

MES 與工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)日志、重要指標(biāo)的報(bào)警管理等緊密地結(jié)合在一起， 極大地改善了氯堿企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度手段，提高了工作效率，方便了各級(jí)管理人員了解生產(chǎn)運(yùn)行情況，為生產(chǎn)過(guò)程的改進(jìn)、提供產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)， 改進(jìn)了以往計(jì)量數(shù)據(jù)靠月底統(tǒng)計(jì)、盈虧靠工的平衡的局面，進(jìn)一步提升了企業(yè)的管理理念。