MES系统在氯碱企业中的应用

康长永，赵 玄

（济宁中银电化有限公司，山东 济宁272121）

随着信息技术的发展， 其在化工企业中的应用越来越广泛。 在氯碱企业生产过程中信息技术对车间生产管理和调度执行的信息流通更为便捷， 通过制定执行系统 （MES） 的信息化可以带动企业现代化，并走出一条科技含量高，经济效益好、环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子，最终有助于提高企业的经济效益。

MES 强调制造计划的执行，它位于企业上层企业资源规划（ERP）和底层工业控制（PCS）之间，面向车间层的生产管理技术与实时信息系统， 在计划管理层和底层控制之间架起了一座桥梁。

1 MES 的设计及功能描述

1.1 MES 的设计

MES 系统在氯碱企业中采用实时数据库结构，采用标准通讯协议， 通过工业以太网将生产过程数据实时采入数据库，为调度协调，生产过程分析、改进和优化提供基础数据。

MES 主干网使用1 000 M 以太网， 网络协议为TCP/IP。网络结构为星型拓扑结构。配置有核心交换机，服务器，控制系统配置网关机，防病毒服务器等设备见图1。

图1 MES设备配置图

MES 设计是考虑了安全性、可靠性、可扩容性。

（1）安全性。 在DCS 控制系统网络与MES 网络采用网关机和防火墙进行隔离， 实现数据单向传输（控制系统→生产监控系统），MES 软件对DCS 运行没有影响； 网关数据采集软件需用密码验证后方可退出。

（2）可靠性。 MES 软件系统具有强大的容错能力，提供日志跟踪；网关数据采集软件具有断点续传的功能，通讯网络中断恢复后，采集软件自动恢复通讯， 将网络中断期间暂存在网关机上的数据补传到MES 实时数据库中。

（3）可扩容性。 MES 的软件平台提供多种数据访问方式如OPC、API 等标准接口，支持标准的SQL Net 编程接口， 为第三方提供标准的主流的开发环境。 同时，用户可将自己开发的管理模块在MES 中方便地安装和卸载。

1.2 系统功能描述

氯碱企业的MES 功能主要包括生产调度、实时数据存储、生产报表生成、生产过程跟踪管理、在线质量监视管理、报警管理及设备停机管理等大模块。

（1）生产调度。 将企业管理层下达的生产计划，根据生产工艺、流程要求进行物料、能源平衡计算，结合控制系统采集到的设备状况，自动生成调度令，下达到生产作业现场，经确认后，控制并监视生产作业的进行。 从而达到优化生产管理，提高生产效率，增加产量的目的。

（2）实时数据存储。可将生产装置几乎所有类型控制设备的工艺实时数据通过数据采集接口获取，并发送存储在实时数据库中，供MES 的其他功能模块甚至企业ERP 系统调用处理。

（3）生产报表生成。提供报表生成，趋势分析，数据查询，事故追忆，相关曲线分析等功能，具备多种对实时和历史数据进行访问的方式， 全面反映企业生产的全貌。

（4）生产过程跟踪管理。系统的生产过程可视化前端，用于监视、管理、跟踪和提高生产作业过程，实现在现场级和管理级（甚至在异地）对生产现场关键工序控制点（工艺、安全、环保、质量）指标的动态掌握和实时控制，还能够对相应的指标进行报警管理。能够取代电话汇报现场生产的落后管理方式， 并为生产调度提供实时的基础信息。

（5）在线质量监视管理。可实现产品质量指标在线检测、统计、显示，需人工分析和记录的质量、数据、指标按分析时间间隔在系统输入，经系统自动分析、统计整理，制成动态曲线图、质量控制图，并对实时的质量报警进行处置。

（6）报警管理。 对工艺、安全、环保、质量指标的超限进行多种方式的报警，包括模拟量报警、事件报警、重大变化连续重复报警、硬件设备报警等。

（7）设备停机管理。采集并存储生产设备的启停机数据，对停机数据进行统计分析，实现对设备的减量、开、停车情况的监控，并进行设备停机原因分析追踪， 达到优化生产过程并通过缩短停机时间来发掘生产潜力的目的。

2 应用效果

MES 在氯碱企业中的成功实施证明，有利于氯气和氢气系统的平衡工作，极大提高了工作效率；规范了管理流程；能有效地促进企业各项生产计划、管理、调度工作，使各项经济技术指标明显提高，主要表现为以下3 个方面。

（1）实现信息集成，提高办公效率。 系统集信息管理、生产经营和领导决策为一体。由于建立了统一的数据模型， 数据信息都建立在关系数据库和实时数据库中，保证了数据的高度集成和网上共享，改变了传统的手工书面的数据传输方式， 缩短数据收集和分析的时间， 加强了企业内部各部门之间的信息联系和工作安排，提高了办公效率。

（2）促进现代化氯碱企业管理制度的建立。系统的投用，使管理人员树立科学管理的理念，生产执行系统的投用，为管理者掌握大量的生产信息，定性定量地分析企业运转过程中的各项技术经济指标提供了可靠的依据，为企业对市场的应变能力，提高企业的竞争能力提供了有力的工具。

（3）加强计量信息管理，降低能耗。 对各生产装置侧线的计量数据、互供料数据、公用工程能耗数据（如水、电、汽、气等）、为节能降耗，增加经济效益，进行合理生产调度， 全厂物料平衡和领导决策提供了科学的依据。

（4）利于生产运行的稳定，减少异常发生的概率。通过对各生产信息的分析，可及时有效地微调生产，减少非计划停车，保持生产的平稳运行；通过对当前的数据和历史趋势数据的分析， 特别是结合装置安全运行的经验，可以及早报告事故隐患；通过对事故前后实时记录的历史数据的分析， 定位事故发生的原因,对全厂重要装置的运行管理提前预警。

3 结束语

MES 与工艺实时数据、生产日志、重要指标的报警管理等紧密地结合在一起， 极大地改善了氯碱企业的生产调度手段，提高了工作效率，方便了各级管理人员了解生产运行情况，为生产过程的改进、提供产品质量和产量打下了坚实的基础， 改进了以往计量数据靠月底统计、盈亏靠工的平衡的局面，进一步提升了企业的管理理念。