信息化控制系统制丝中控室的应用

崔伯乐

【摘要】 随着计算机通讯技术、科学技术与各种IT技术的快速发展。使得很多先进技术应用到了工业生产领域，例如XML、中间件、OPC协议、数据库等。它们的出现，极大的优化了工业生产模式，使现在的工业生产更加自动化、智能化。所有的现代化大型的工业生产企业无不需要建立在这些技术基础之上。

【关键词】 中间件 XML OPC 信息通信

制丝车间中控室，是我厂技术改造中最重要的一部分。为满足我厂每年40万箱以上的产量，现在的中控室要实现烟丝加工过程中的信息化、智能化、自动化。制丝车间中控室的作用已经远远超越了之前工作范围。制丝车间一共有5条生产线，每条生产线又分为多个加工中心，所以每天的工单多达上百条。生产工单中包含烟牌批次、编码以及各种生产控制中的参数，工单中的这些信息就需要通过XML文档传送给中控室，中控室再对XML文档进行解析，获得文档中的信息参数。这么多工单，我们需要准确的下发到每个生产单元。因此我们需要一个制丝管理系统，对这些工单进行分派、更新以及与上层的生产管理部通信。我们需要通过各种技术手段来实现如上所有所有功能。首先由MES制作工单通过中间件（西门子 DIS）以异步方式下发工单；工单以XML文档为载体；对XML文档解析与工单信息控制的程序通过C#.NET.写在制丝管理系统中；最后工单信息再通过OPC协议发送到底层PLC中，参加到生产控制中。

一、制丝车间信息化

1.1 工单生产流程

工单来源自MES系统，以XML文档为载体通过中间件下发到制丝管理系统。通过制丝管理系统对XML文档进行解析，在通过OPC协议发送到底层PLC，参与到生产控制中。流程如图1所示。

1.2 XML文档简介

1.2.1 XML文档定义

可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML），用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，可以用来标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言。XML是标准通用标记语言 （SGML）的子集，非常适合 Web 传输。XML 提供统一的方法来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化数据。

1.2.2 XML文档结构

XML 文档必须包含根元素。该元素是所有其他元素的父元素。XML 文档中的元素形成了一棵文档树。这棵树从根部开始，并扩展到树的最底端。如图2所示。

1.3 中间件简介

1.3.1 什么是中間件

中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/ 服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通讯。是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。通过中间件，应用程序可以工作于多平台或 OS 环境。

1.3.2 中间件的特点

通讯程序可在不同的时间运行 程序不在网络上直接相互通话，而是间接地将消息放入消息队列，因为程序间没有直接的联系。所以它们不必同时运行。消息放入适当的队列时，目标程序甚至根本不需要正在运行；即使目标程序在运行，也不意味着要立即处理该消息。对应用程序的结构没有约束 在复杂的应用场合中，通讯程序之间不仅可以是一对一的关系，还可以进行一对多和多对一方式，甚至是上述多种方式的组合。多种通讯方式的构造并没有增加应用程序的复杂性。

1.4 OPC协议的诞生

OPC全称是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。

二、中控室信息化控制系统的实现

2.1 XML文档定义

首先MES将制作好的工单发送到中间件中，这些文档暂存在中间件内，供制丝管理系统随时获取。工单形式的体现，如图3所示。

2.2 制丝管理系统对XML文档的解析

制丝管理系统是基于C#.NET语言编写的，系统分为：33个项目组成。其中负责XML文档解析的程序写在了作业服务项目中， 程序中定义了NetConnector_OnMessageNotificationEvent为接收工单的一个事件的函数，此段程序中用到了用户自定义的方法rpxml.PlanExp（），通过此方法对XML进行相关的解析，得到工单的全部信息。

2.3 工单下发

同上一小节，工单下发的功能写在制丝管理系统的ProductJob项目中。我们再看一下程序代码，如图4所示。

获得所需要的所有信息后，就可以下发工单，并且返回下发成功的信号“true”，如图5所示。

三、总结

制丝车间中控室信息控制系统通过对XML文档的解析，获得生产控制参数，在经过制丝管理系统进行分析运算，分派到对应的PLC中。最终实现整个过程自动化，标准化，准确化，智能化。

在整个北京卷烟厂信息控制系统中，只是一个分支。本文只简单的论述了中控室接收来自MES的工单，及解析工单后下发到底层PLC。这些只是整个系统的冰山一脚。

参 考 文 献

[1] 范春梅. 《XML基础教程》. 人民邮电出版社

[2] 胡忠德. 《基于OPC技术的数据采集系统》. 自动化技术与应用

[3] 李纯莲. 《C#.NET实用教程》. 电子工业出版社