互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在PMC系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

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摘 要 通過學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，了解整車廠PMC系統(tǒng)的基本需求，在適當(dāng)?shù)那闆r下，可將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用于整車廠PMC系統(tǒng)中，替代傳統(tǒng)組態(tài)軟件，構(gòu)建基于BS架構(gòu)的PMC系統(tǒng)，充分提高展現(xiàn)層面的質(zhì)量，并顯著降低軟件成本。

關(guān)鍵詞 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù);PMC系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集

引言

整車廠PMC（Process Monitoring and Control）系統(tǒng)，也就是過程監(jiān)視與控制系統(tǒng)，主要用于展示生產(chǎn)區(qū)域的線體和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警信息，產(chǎn)量、完成率等生產(chǎn)實(shí)績(jī)信息，為停線時(shí)間報(bào)表、OEE（設(shè)備綜合效率）的計(jì)算提供數(shù)據(jù)依據(jù)。在整車廠信息化整體規(guī)劃中，PMC系統(tǒng)通常與Andon系統(tǒng)一起，作為MES系統(tǒng)的子系統(tǒng)，或獨(dú)立于MES系統(tǒng)，由IT部門統(tǒng)一組織實(shí)施。相對(duì)于MES系統(tǒng)，PMC系統(tǒng)通常著重于對(duì)工廠運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)狀況的實(shí)時(shí)展現(xiàn);而相對(duì)于特指車間LED/LCD顯示屏、拉繩停線、音樂、呼叫等功能的Andon系統(tǒng)，PMC系統(tǒng)更面向整體，對(duì)生產(chǎn)的影響更小，通俗的說，PMC系統(tǒng)的停止運(yùn)行，原則上不會(huì)影響整車廠的正常生產(chǎn)運(yùn)行。

1OPC技術(shù)

OPC（OLE for Process Control）技術(shù)是指為了給工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用程序之間的通信建立一個(gè)接口標(biāo)準(zhǔn)，在工業(yè)控制設(shè)備與控制軟件之間建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存取規(guī)范。它給工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)訪問機(jī)制，將硬件與應(yīng)用軟件有效地分離開來，是一套與廠商無關(guān)的軟件數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)接口和規(guī)程，主要解決過程控制系統(tǒng)與其數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)交換問題，可以在各個(gè)應(yīng)用之間提供透明的數(shù)據(jù)訪問。

2系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 設(shè)備層

使用OPC技術(shù)進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，由于OPC技術(shù)使用一套統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存取規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制，解決了不同品牌設(shè)備帶來的通訊層面的風(fēng)險(xiǎn)和問題，減少了對(duì)于設(shè)備選型的限制。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

通過工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet/IP協(xié)議進(jìn)行通信。符合工廠內(nèi)部對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理的實(shí)時(shí)性和安全性要求。

2.3 數(shù)據(jù)層

對(duì)于PMC畫面展現(xiàn)層的數(shù)據(jù)，通過Redis數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)及持久化。Redis運(yùn)行在內(nèi)存中，所以對(duì)數(shù)據(jù)的操作比較簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行大量的磁盤操作，所以數(shù)據(jù)讀寫的性能較高，從而相對(duì)于傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，能盡量滿足PMC系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。Redis支持將數(shù)據(jù)的持久化，在系統(tǒng)停止時(shí)可以將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存在磁盤中，然后再重啟的時(shí)候再次加載使用，防止內(nèi)存中的數(shù)據(jù)丟失。同時(shí)，可以在傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)和日志數(shù)據(jù)的保存。這樣既滿足了PMC畫面的實(shí)時(shí)展示，又保證了歷史數(shù)據(jù)的保存、查詢和進(jìn)一步基于大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析[1]。

3應(yīng)用概述

部署OPC服務(wù)，根據(jù)設(shè)備PLC提供的設(shè)備PLC進(jìn)行建點(diǎn)，對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)線體狀態(tài)、設(shè)備故障報(bào)警等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集，然后通過MQ等方式傳遞給數(shù)據(jù)處理服務(wù)。接口服務(wù)，接收其他生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如MES系統(tǒng)的車輛生產(chǎn)運(yùn)行信息，傳遞給數(shù)據(jù)處理服務(wù)。數(shù)據(jù)處理服務(wù)，根據(jù)展現(xiàn)層業(yè)務(wù)需要，按照不同的展現(xiàn)層畫面功能劃分，整理接收到的數(shù)據(jù)信息并存儲(chǔ)到Redis，并根據(jù)數(shù)據(jù)展現(xiàn)的需要，對(duì)不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)容量做出相應(yīng)的限制。展現(xiàn)層發(fā)送服務(wù)，針對(duì)不同的頁面場(chǎng)景，將Redis中的展現(xiàn)層數(shù)據(jù)，通過WebSocket廣播推送到客戶端。在網(wǎng)頁客戶端程序，通過WebSocket建立和服務(wù)端的長(zhǎng)連接，獲取服務(wù)端廣播推送的展現(xiàn)層數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)頁UI向客戶進(jìn)行展現(xiàn)。由于使用WebSocket廣播推送數(shù)據(jù)，同樣的頁面可以在不同的客戶端分別展現(xiàn)并互不影響。

歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，實(shí)時(shí)響應(yīng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)變化，并持久化存儲(chǔ)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，為未來的歷史數(shù)據(jù)查詢、追溯和分析提供依據(jù)。

歷史數(shù)據(jù)處理服務(wù)，根據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)的歷史數(shù)據(jù)，定期進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)計(jì)算、報(bào)表處理等，為管理層通過的業(yè)務(wù)決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

使用互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，構(gòu)建基于BS架構(gòu)的新型PMC系統(tǒng)，在保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)展現(xiàn)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，降低軟件成本，并豐富展現(xiàn)層表現(xiàn)形式。并且，在與其他信息化系統(tǒng)的互聯(lián)互通上，相對(duì)于傳統(tǒng)的工業(yè)組態(tài)軟件，新型系統(tǒng)也更加靈活，能適用于各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景和需要。傳統(tǒng)工業(yè)組態(tài)軟件，作為全球標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，固然成熟穩(wěn)定，但是相對(duì)的，對(duì)于日新月異的新技術(shù)和不斷增長(zhǎng)的客戶需要，并不能做到緊跟潮流。而互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的BS系統(tǒng)，則能抓住時(shí)代的脈搏，調(diào)整自身，不斷創(chuàng)新，幫助用戶的理想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

4結(jié)束語

本文介紹了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車廠PMC系統(tǒng)中的應(yīng)用。詳細(xì)闡述了相比于傳統(tǒng)工作組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)方式的不同，并介紹了相關(guān)的主要的相關(guān)技術(shù)。提出了一種能夠有效降低成本、平穩(wěn)運(yùn)行的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 張奇志，李金友.用PMC指令控制大型落地式銑鏜加工中心主軸齒輪檔第四檔轉(zhuǎn)速及速度保護(hù)[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2015，（12）：154-156.

作者簡(jiǎn)介

王彬（1984-），男，天津人;學(xué)歷：本科，助理工程師、本科 工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)就職單位：中國(guó)汽車技術(shù)研究中心，研究方向：汽車整車生產(chǎn)廠信息化。