基于WebService技術(shù)的制絲集控通訊接口的研究與實(shí)現(xiàn)

黃遠(yuǎn)征 林智華

摘 要：制絲集控與MES系統(tǒng)之間的DIS通訊模塊在實(shí)際運(yùn)行中不是很穩(wěn)定，存在著數(shù)據(jù)丟失等問題，導(dǎo)致雙方通訊異常。本文研發(fā)利用了Web Service技術(shù)對(duì)制絲集控與MES系統(tǒng)的通訊接口進(jìn)行改造，完善信息交互處理機(jī)制及工單信息保存方式，充分解決了DIS通訊模塊運(yùn)行不穩(wěn)定的問題，有效保障了制絲車間的正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞： Web Service;制絲集控;通訊接口

【Abstract】 The DIS communication module between the central control system and MES system is not very stable in actual operation， and there are some problems such as data loss， which leads to abnormal communication between the two systems. This paper makes full use of Web Service technology to transform the communication interface between the central control system and MES system， improves the information exchange processing mechanism and the way of work orders preservation， which fully solves the problem of unstable operation of DIS communication module， and effectively guarantees the normal production of primary processing workshop of cigarette.

【Key words】 ?Web Service; central control system; communication interface

0 引 言

隨著煙草行業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提升，許多卷煙廠都選擇運(yùn)用MES系統(tǒng)和制絲集控系統(tǒng)來(lái)提高制絲車間的生產(chǎn)效率。制絲集控與MES系統(tǒng)之間的通訊是采用SIMATIC IT DIS作為消息中間件（以下簡(jiǎn)稱DIS模塊）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。DIS模塊在實(shí)際運(yùn)行中并不穩(wěn)定，存在著數(shù)據(jù)丟失的問題，導(dǎo)致雙方通訊異常。Web Service已逐漸成為系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交互的主流技術(shù)。本次研究中即針對(duì)制絲集控與MES系統(tǒng)的通訊異常問題充分利用Web Service技術(shù)對(duì)制絲集控與MES系統(tǒng)的通訊接口加以改造，完善信息交互處理機(jī)制及工單信息保存方式，出色解決了DIS模塊運(yùn)行不穩(wěn)定的問題，有效保障了制絲車間的正常生產(chǎn)且為其它類似的系統(tǒng)交互提供了可移植的信息交互模塊[1-2]。

1 Web Service簡(jiǎn)述

Web Service平臺(tái)定義了用于所有服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)施，有助于這些服務(wù)能夠以一致的、與底層技術(shù)無(wú)關(guān)的方式進(jìn)行交互和操作。Web Service平臺(tái)提供了實(shí)現(xiàn)研發(fā)目標(biāo)所需的全部必要服務(wù)。

Web Service平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵要素是各個(gè)Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：用XML定義要交換的業(yè)務(wù)信息文檔;在進(jìn)行信息交互時(shí)，用SOAP作為消息格式，用HTTP作為傳輸協(xié)議[3]。

2 XML簡(jiǎn)述

XML的核心是將數(shù)據(jù)內(nèi)容和顯示處理分離開，以此提高效率，然后將需要交換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為XML文檔在各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間進(jìn)行傳遞。只要各個(gè)系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)采用統(tǒng)一的XML標(biāo)簽和格式生成XML文件，應(yīng)用軟件就可以準(zhǔn)確識(shí)別和解析文檔中的數(shù)據(jù)，即使雙方的應(yīng)用系統(tǒng)和開發(fā)語(yǔ)音不一樣。XML解決了信息的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)交互。本系統(tǒng)在進(jìn)行信息交互時(shí)也是采用XML文檔[4]。

3 通訊接口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3.1 總體架構(gòu)

制絲集控與MES系統(tǒng)之間通訊接口包含信息接收服務(wù)、信息發(fā)送服務(wù)、信息處理和通訊出錯(cuò)反饋處理。制絲集控的信息接收服務(wù)主要有：工單申請(qǐng)反饋信息、工單下達(dá)、工單撤銷、喂絲機(jī)工單下達(dá)、喂絲機(jī)工單撤銷等。制絲集控的信息發(fā)送服務(wù)主要有：工單申請(qǐng)、工單下達(dá)反饋、工單撤銷反饋、制絲工單開始、制絲工單結(jié)束、喂絲機(jī)工單撤銷、喂絲機(jī)工單開始、喂絲機(jī)工單結(jié)束、生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息等。信息處理主要有：制絲工單解析、工單撤銷、喂絲機(jī)工單解析、喂絲機(jī)工單撤銷等。通訊出錯(cuò)反饋處理主要有：XML存檔備份、出錯(cuò)信息反饋等。

3.2 通訊接口

信息訪問接口是本次研發(fā)的制絲集控與MES系統(tǒng)信息交互較為重要的一部分，無(wú)論是工單信息的流轉(zhuǎn)、還是生產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)反饋，都要通過信息訪問接口進(jìn)行信息發(fā)布和查詢。本課題采用Web Service開放的一系列API來(lái)集成制絲集控與MES系統(tǒng)信息交互接口，在IIS平臺(tái)上進(jìn)行發(fā)布，如圖1所示。集控系統(tǒng)的接口有5個(gè)，分別是：制絲工單撤銷信息接口、制絲工單下達(dá)信息接口、MES反饋制絲信息接口、喂絲機(jī)工單撤銷信息接口、喂絲機(jī)工單下達(dá)信息接口。制絲集控與MES系統(tǒng)按照約定好的Web Service接口協(xié)議開發(fā)部署完成本系統(tǒng)的Web服務(wù)。服務(wù)調(diào)用方即可根據(jù)約定好的規(guī)則調(diào)用Web 服務(wù)來(lái)完成2個(gè)系統(tǒng)的信息交互。

3.3 信息交互文件

Web Service接口是為了保證制絲集控與MES系統(tǒng)之間的信息交互。2個(gè)系統(tǒng)之間的信息交互有很多，例如制絲工單的申請(qǐng)信息。在申請(qǐng)工單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)置為2個(gè)字段，分別為：工藝段號(hào)（TECH_ID）和申請(qǐng)標(biāo)志（APP_ID）。其中，工藝段號(hào)可用來(lái)區(qū)分各個(gè)工藝段，申請(qǐng)標(biāo)志可用來(lái)判定工單的狀態(tài)。根據(jù)XML文檔的格式結(jié)合業(yè)務(wù)需求，形成制絲工單申請(qǐng)XML的格式如圖2所示。

3.4 工單申請(qǐng)

操作人員在申請(qǐng)工單時(shí)選擇工藝段，點(diǎn)擊申請(qǐng)工單，集控系統(tǒng)就會(huì)結(jié)合申請(qǐng)時(shí)間、申請(qǐng)工藝段信息生成XML文檔。工單申請(qǐng)程序見圖3。生成XML文檔后調(diào)用接口發(fā)送程序向MES系統(tǒng)申請(qǐng)工單，同時(shí)保存XML文檔。

MES接收集控系統(tǒng)工單申請(qǐng)消息并對(duì)工單申請(qǐng)XML數(shù)據(jù)流進(jìn)行解析，通過與目前數(shù)據(jù)庫(kù)的工單信息對(duì)比后得出：如果該工藝段有工單則觸發(fā)工單下達(dá)信息，否則返回錯(cuò)誤代碼，以便于制絲集控來(lái)查找原因。

3.5 接收工單

對(duì)于制絲集控接收下達(dá)工單的處理邏輯，可得研究詳述如下。

（1）將接收到的XML文檔保存并調(diào)用程序解析出來(lái)，解析成功進(jìn)入下一步。

（2）檢驗(yàn)工藝段ID信息、工單狀態(tài)及白肋線標(biāo)志（如果有）是否與申請(qǐng)的工段一致，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)保存的信息檢驗(yàn)產(chǎn)出物料ID與產(chǎn)出物料名稱是否一致，全部一致進(jìn)入下一步。

（3）根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的工單信息，校驗(yàn)工單號(hào)是否已經(jīng)存在，工單號(hào)之前不存在是唯一的。

（4）在數(shù)據(jù)庫(kù)中寫入該工單信息。

（5）如果工單檢驗(yàn)出錯(cuò)，程序會(huì)根據(jù)具體情況拋出故障代碼及故障信息。

制絲下達(dá)工單解析成功，則會(huì)給MES反饋工單下達(dá)成功的信息，方便MES根據(jù)反饋信息將MES工單狀態(tài)改為“已下達(dá)”;如果制絲下達(dá)工單解析失敗，則會(huì)根據(jù)工單處理的情況拋出的故障信息反饋給MES，方便MES進(jìn)行相應(yīng)檢查處理，提高故障處理效率。

（6）工單撤銷。在工單下達(dá)到制絲車間后，在工單還沒有開始生產(chǎn)的情況下，如果生產(chǎn)有變動(dòng)，MES系統(tǒng)就可以撤銷該工單信息。

制絲集控系統(tǒng)在接收到制絲工單撤銷信息后的處理邏輯具體如下。

① 將撤銷的XML保存并調(diào)用程序解析出來(lái)，解析成功進(jìn)入下一步。

② 根據(jù)撤銷工單號(hào)，工藝段ID及工單狀態(tài)到數(shù)據(jù)中將已下達(dá)的工單信息刪除，工單撤銷成功。

（7）工單開始。制絲車間在開始工單生產(chǎn)時(shí)集控系統(tǒng)給MES發(fā)送工單開始的XML文件告知MES系統(tǒng)該工單已經(jīng)開始生產(chǎn)。工單開始的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要包含：工單號(hào)、批次號(hào)、ERP訂單號(hào)、工單狀態(tài)、牌號(hào)、班組、工藝段、工單開始時(shí)間。這里，關(guān)于程序處理邏輯，又做重點(diǎn)闡述如下。

① 集控根據(jù)工單開始的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成XML文檔。

② 調(diào)用接口發(fā)送程序?qū)⒐伍_始文檔發(fā)送給MES。

（8）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互。工單開始后制絲集控可以與MES就工單信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互，主要交互的數(shù)據(jù)有：出柜號(hào)、出柜量、入柜號(hào)、入柜量、實(shí)際產(chǎn)量等等信息。數(shù)據(jù)的交互是以工藝段為單位進(jìn)行的。

（9）工單結(jié)束反饋。工單結(jié)束的信息反饋與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸相類似，主要數(shù)據(jù)包含：工藝段、工單號(hào)、批次號(hào)、ERP訂單號(hào)、產(chǎn)出物料編碼、產(chǎn)出物料名稱工單狀態(tài)、出（入）柜號(hào)、出（入）柜量、實(shí)際產(chǎn)量、班次、班組、工單開始時(shí)間、工單結(jié)束時(shí)間、信息反饋時(shí)間等。

4 接口測(cè)試及運(yùn)行結(jié)果

基于Web Service的接口配置在一個(gè)虛擬系統(tǒng)中，切換系統(tǒng)時(shí)只需要更換IP地址即可完成測(cè)試。聯(lián)合調(diào)試的主要工作內(nèi)容可表述如下。

（1）制絲集控與MES系統(tǒng)接口的連通性測(cè)試正常。

（2）物料主數(shù)據(jù)接口測(cè)試正常。

（3）制絲車間葉片線、葉絲線、梗線及摻配線的工單測(cè)試，每個(gè)工段的工單申請(qǐng)、下達(dá)、反饋、撤銷、開始及結(jié)束功能測(cè)試正常。

（4）按工藝流程用模擬生產(chǎn)運(yùn)行順利流轉(zhuǎn)制絲工單一遍，工單申請(qǐng)、下達(dá)、開始、結(jié)束及反饋均正常。

（5）喂絲機(jī)工單測(cè)試，下達(dá)、撤銷、開始及結(jié)束功能測(cè)試正常。

（6）消息通道反饋測(cè)試、OPC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊測(cè)試正常。

測(cè)試正常后，于2018年10月正式上線運(yùn)行，從該接口上線運(yùn)行結(jié)果來(lái)看，基于Web Service的接口運(yùn)行良好。

5 結(jié)束語(yǔ)

利用Web Service 技術(shù)對(duì)現(xiàn)有制絲集控與MES系統(tǒng)之間的信息交互方式進(jìn)行改造，完善信息交互處理機(jī)制及工單信息保存方式，充分解決了DIS模塊運(yùn)行不穩(wěn)定的問題。Web Service技術(shù)的成功應(yīng)用也驗(yàn)證其協(xié)議的通用性、平臺(tái)及開發(fā)語(yǔ)言無(wú)關(guān)性和運(yùn)行穩(wěn)定性，為其它系統(tǒng)之間的信息交互提供了有益的參考與借鑒。

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