引言

    當(dāng)前鋼鐵工業(yè)基本實現(xiàn)基礎(chǔ)自動化和過程自動化，應(yīng)用先進(jìn)的管理理念及信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)已成為發(fā)展趨勢。

    攀鋼熱軋板廠是攀鋼主要生產(chǎn)廠礦之一，具有完善的基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)（L1）和過程自動化系統(tǒng)（L2），同時還具有一些小型生產(chǎn)管理應(yīng)用系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)都是以單元生產(chǎn)設(shè)備為核心進(jìn)行檢測與控制，生產(chǎn)設(shè)備之間（例如：軋線與精整，精整各線）形成諸多“自動化信息孤島”。上下工序問的生產(chǎn)信息傳遞依靠手工報表傳遞，極易導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真和信息阻塞，且缺乏對信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)管理的要求閉。

    攀鋼實施的整體產(chǎn)銷系統(tǒng)（ERP）需要熱軋板廠提供各個區(qū)域的實時生產(chǎn)信息、并能夠接收和執(zhí)行整體產(chǎn)銷系統(tǒng)下達(dá)的生產(chǎn)指令，熱軋板廠現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)不能承擔(dān)這樣的任務(wù)，因此，迫切需要構(gòu)建MES系統(tǒng)作為ERP系統(tǒng)與PCS系統(tǒng)進(jìn)行信息交換的中間橋梁。同時，MES的建設(shè)也有助于解決熱軋板廠的“自動化孤島”問題，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時共享，生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控，從而建立管控一體化的生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

    1 熱軋MES網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

    熱軋板廠已有覆蓋全廠的廠務(wù)管理網(wǎng)絡(luò)、工序過程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，因此，熱軋MES系統(tǒng)在物理上不單獨組網(wǎng)，而是對原有的廠務(wù)管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合、擴(kuò)展，升級構(gòu)建熱軋MES網(wǎng)絡(luò)。該MES網(wǎng)絡(luò)上與公司骨干網(wǎng)集成，下與各工序L2級網(wǎng)絡(luò)集成，橫向與煉鋼L3級生產(chǎn)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成，通過公司骨干網(wǎng)，實現(xiàn)與冷軋L3級信息交換。

    為了保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性，熱軋MES網(wǎng)絡(luò)與集團(tuán)主干網(wǎng)和煉鋼MES網(wǎng)絡(luò)集成采用雙鏈路冗余技術(shù)實現(xiàn)。熱軋MES與多個外部網(wǎng)絡(luò)連接，為了隔離對MES內(nèi)部或外部非法訪問帶來的網(wǎng)絡(luò)安全性問題，MES網(wǎng)絡(luò)采用三層交換機(jī)，利用三層交換機(jī)的VLAN功能，實現(xiàn)MES網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的邏輯隔離，僅有授權(quán)的用戶能夠訪問MeS內(nèi)部資源或訪問MES外部資源。

    2 MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    應(yīng)用系統(tǒng)體系機(jī)構(gòu)分為C/S、B/S、多層等，多層結(jié)構(gòu)具有前后臺松散耦合、邏輯組件高可復(fù)用、維護(hù)升級方便、利于分工和編碼快速方便等優(yōu)點，因此，熱軋MES系統(tǒng)采用多層體系結(jié)構(gòu)，分別為表現(xiàn)層、基礎(chǔ)架構(gòu)層，業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層和關(guān)系數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    圖1 MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    2.1 表現(xiàn)層

    表現(xiàn)層即客戶端，該層使用Delphi語言開發(fā)完成，為用戶提供一種交互式操作的界面，主要負(fù)責(zé)用戶權(quán)限控制，客戶端邏輯操作畫面加載，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的顯示和接收用戶的輸入。

    該層使用了面向?qū)ο蠼M件化開發(fā)模式，封裝了大量的客戶端控件和可復(fù)用的組件。為了客戶端保證數(shù)據(jù)庫的安全，提高數(shù)據(jù)庫的效率，避免客戶不當(dāng)操作引發(fā)的鎖的問題，客戶端不直接與數(shù)據(jù)庫建立連接，該層使用COM+與基礎(chǔ)架構(gòu)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，而整個交互過程對于編碼人員透明，大大簡化客戶端程序的編制過程，提高了開發(fā)效率。

    2.2 基礎(chǔ)架構(gòu)層

    基礎(chǔ)架構(gòu)層是應(yīng)用服務(wù)器的核心層，該層使用VC++編制，主要功能包括：對象（或?qū)傩浴⒎椒ǎ┐嫒】刂疲ˋccess Control），對象映射（Object Map）、域名解析（Name Resolve）、訂閱發(fā)布（Sub/Pub），數(shù)據(jù)緩存（Data Cache）、業(yè)務(wù)邏輯組件加載與卸載、數(shù)據(jù)事務(wù)控制（Trans Action）和數(shù)據(jù)訪問層（Data Access）等。該層基于COM+標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建立，是一種較為理想的軟總線結(jié)構(gòu)，可以通過裝配或擴(kuò)展對象組件實現(xiàn)一個特定的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，對象組件可以在不影響系統(tǒng)中的其它對象組件的前提下被卸載或更新，真正實現(xiàn)軟件組件的即插即用，應(yīng)用服務(wù)器可以在運行過程中不影響業(yè)務(wù)使用的情況下完成業(yè)務(wù)邏輯組件的升級。該層對于業(yè)務(wù)代碼編寫人員透明，業(yè)務(wù)人員只需按照給定規(guī)范編寫邏輯程序，無須了解過多的細(xì)節(jié)。

    2.3 業(yè)務(wù)邏輯層

    業(yè)務(wù)邏輯層是MES系統(tǒng)的核心部分，主要完成業(yè)務(wù)規(guī)則的制定、業(yè)務(wù)流程的實現(xiàn)等業(yè)務(wù)邏輯功能。業(yè)務(wù)邏輯組件不能單獨運行，必須運行在應(yīng)用服務(wù)器的托管空間之下，其加載與卸載由應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)。邏輯組件各自運行在自己的地址空間，不能相互調(diào)用或通訊，邏輯組件問的調(diào)用必須通過基礎(chǔ)架構(gòu)層完成，調(diào)用結(jié)果由基礎(chǔ)架構(gòu)層返回給業(yè)務(wù)邏輯組件。

    2.4 數(shù)據(jù)訪問層

    數(shù)據(jù)訪問層也稱持久層，位于基礎(chǔ)框架層內(nèi)，是對數(shù)據(jù)庫訪問的封裝。該層完成業(yè)務(wù)邏輯組件與數(shù)據(jù)庫之間的交互，按照業(yè)務(wù)邏輯組件的要求完成對數(shù)據(jù)庫的訪問。該層對業(yè)務(wù)代碼編寫人員透明。