最近網(wǎng)上看到一些寫(xiě)MES和PLC通信的文章。或許因?yàn)樾袠I(yè)不同的緣故吧，對(duì)于里面的一些觀點(diǎn)，我個(gè)人是持保留意見(jiàn)的。首先在我所在行業(yè)里，MES是不會(huì)和PLC直接通信的。MES和PLC之間通常還有一個(gè)其他系統(tǒng)。該系統(tǒng)在不同行業(yè)的叫法不一樣。比如有的行業(yè)稱之為二級(jí)系統(tǒng)(L2)或者數(shù)采系統(tǒng)，有的行業(yè)稱之為過(guò)程控制系統(tǒng)。

根據(jù)Purdue模型及ISA95標(biāo)準(zhǔn)中的模型，自動(dòng)化系統(tǒng)位于L1,MES位于L3,它們中間還有一個(gè)L2系統(tǒng)。而位于L3的MES是不會(huì)直接和位于L1的PLC通信的。否則就違背了層級(jí)隔離原則。

圖1 ISA95企業(yè)信息系統(tǒng)架構(gòu)

1.PLC<->L2

L2在不同行業(yè)的叫法及功能不一樣。有的行業(yè)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的SCADA。有的行業(yè)要復(fù)雜一些，它會(huì)接收MES下方的作業(yè)計(jì)劃并調(diào)取生產(chǎn)配方，按照MES的要求進(jìn)行生產(chǎn)，并把生產(chǎn)實(shí)績(jī)返回給MES系統(tǒng)。還有的行業(yè)會(huì)在L2中部署一些控制模型，用于對(duì)生產(chǎn)制造進(jìn)行優(yōu)化控制。這些帶有控制模型的L2系統(tǒng)有的行業(yè)稱之為先進(jìn)制造系統(tǒng)。

圖2 L2功能模塊

上圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的L2系統(tǒng)功能模塊示意圖。實(shí)際項(xiàng)目中因行業(yè)或者其他原因會(huì)有所不同。但是在部分行業(yè)中，L2不會(huì)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的SCADA可以替代的。

L2是位于IT和OT之間的一個(gè)銜接系統(tǒng)。L2系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基本直接來(lái)自PLC。通過(guò)和PLC的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制和狀態(tài)監(jiān)視。并把這些數(shù)據(jù)根據(jù)上游系統(tǒng)的要求進(jìn)行相應(yīng)處理后發(fā)送到MES系統(tǒng)。L2和PLC的通信各家做法也不一樣，有的直接使用PLC的通信協(xié)議讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，比如S7和Modbus TCP這樣的協(xié)議。也有的會(huì)要求PLC通過(guò)Socket主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。

2.L2<->MES(L3)

L2和MES之間通常采用WEB API交換數(shù)據(jù)，格式通常是JSON字符串。MES系統(tǒng)在排產(chǎn)后會(huì)下發(fā)相關(guān)的生產(chǎn)計(jì)劃到L2系統(tǒng)。L2系統(tǒng)根據(jù)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的拆解調(diào)取相應(yīng)的配方或者其他生產(chǎn)參數(shù)下發(fā)到自動(dòng)化系統(tǒng)。如果L2系統(tǒng)有控制模型的話還會(huì)調(diào)用相應(yīng)的模型。并在生產(chǎn)過(guò)程中將生產(chǎn)實(shí)績(jī)返回到MES系統(tǒng)。

圖3 L1-L3架構(gòu)示意圖

目前也有一些行業(yè)對(duì)L2功能進(jìn)行了弱化，一方面自動(dòng)化系統(tǒng)的功能越來(lái)越強(qiáng)，以前一些必須要L2系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在自動(dòng)化系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)。另一方面L2系統(tǒng)中的引以為傲的模型系統(tǒng)在實(shí)際使用中的效果并沒(méi)有想象中的那么好，慢慢的一些行業(yè)的L2只剩下數(shù)據(jù)采集的功能了。但是隨著工業(yè)大模型的興起，L2系統(tǒng)在這些行業(yè)中能否重現(xiàn)昔日的輝煌就不好說(shuō)了。

現(xiàn)場(chǎng)案例應(yīng)用詳解

MES等智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在大型挖掘機(jī)智能制造車(chē)間中的應(yīng)用十分廣泛，采用MES等智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從訂單接收到產(chǎn)品交付的全過(guò)程信息化管理。全新挖掘機(jī)整機(jī)裝配線促進(jìn)勞動(dòng)組合的調(diào)整，提高專業(yè)化裝配水平，旨在提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化生產(chǎn)流程、保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，PLC無(wú)線通訊專家決定采用DTD435MA來(lái)完成輔料加注操作臺(tái)與加注機(jī)的無(wú)線通訊工作，在輔料加注操作臺(tái)的臺(tái)達(dá)觸摸屏及加注機(jī)的歐姆龍PLC端分別安裝一塊日系專用無(wú)線通訊終端DTD435MA，即可以實(shí)現(xiàn)操作臺(tái)與加注機(jī)之間加料信息相互傳輸，實(shí)現(xiàn)輔料加注無(wú)線可視化操作，避免操作過(guò)程中存在的生產(chǎn)及安全隱患，促進(jìn)裝配線線數(shù)字化生產(chǎn)。

審核編輯 黃宇