基于實時數據庫和XML的企業信息共享平臺的研究
摘要:本文針對工業企業信息系統依賴于多個不同功能的子系統,而各個子系統之間的傳統的數據交換方式沒有一個統一的標準,造成接口眾多、訪問性、安全性差等多方面的結局,從而形成了一個個的“信息孤島”,在這樣的技術應用背景下,本文在對實時數據庫和XML技術研究的基礎上,實現基于三層結構和XML的企業信息共享平臺,將各個子系統的數據取出,并采用統一的數據描述格式,采用集中、共享的方式提供給企業內部的各個部門,建立起一個控制層到管理層的“橋梁”,使數據的上傳與下行之路暢通無阻,為企業提供良好的數據服務環境。
關鍵詞:實時數據庫,OPC,XML,SOAP,Webservices
1.引言
隨著工業自動化水平的迅速提高和計算機在工業領域的廣泛應用,人們對工業自動化的要求越來越高,提出了以信息化帶動工業化的口號,信息化的關鍵就是實現企業的信息集成和數據交換、跨平臺訪問,本文針對此問題進行了有益的探索,分析了工業企業綜合自動化系統的總體結構,提出了建立工業企業實時數據信息共享平臺,方便了ERP/MES/底層控制系統的整體集成,提高企業的綜合競爭力,在此基礎上,具體介紹系統中應用的兩個關鍵技術:基于XML(eXtensibleMarkupLanguage)的信息表示和集成技術,基于OPC(OLEforProcessControl)的控制技術,在文章的最后,利用本文提出的設計思想和技術建立了一個企業信息共享平臺。
2.實時數據庫與工廠綜合自動化
一般而言,提高綜合競爭力是企業對綜合自動化技術提出的重要目標。在企業數據和信息的綜合集成基礎上,通過采用先進的管理技術(包括ERP-EnterpriseResourcePlanning,CRM-CustomerRelationshipManagement,SCM-ServiceChainManagement等)、電子商務、成本分析,設備管理等,才能促進企業價值的增值,最終提高企業的綜合競爭力,因而數據和信息綜合集成是解決問題的基礎。
根據國內外綜合自動化技術的發展趨勢和網絡技術的發展現狀,工廠綜合自動化系統的總體結構可以分成3層結構,其結構如圖1所示。
圖1工廠綜合自動化的總體結構a)以PCS(ProcessControlSystem)為代表的基礎自動化層。在PCS層,以DCS/PLC/FCS為主要數據支持方式的基礎控制部分,主要內容包括集散控制系統(DCS)、現場控制系統(FCS)、多總線網絡化控制系統、基于高速以太網和無線技術的現場控制設備、傳感器技術、特種執行機構、可靠性技術、實時數據管理技術、數據融合與數據處理技術、實時優化技術(RTO:Real-timeOptimization)、先進控制技術等等
b)以MES(ManufacturingExecutionSystem)為代表的生產過程運行優化層。它是以大型實時數據庫系統為主要的數據支持方式。主要內容包括先進控制技術、建模與流程模擬技術(AMT:AdvancedModelingTechnologies)、故障診斷維護技術、實時數據庫技術、動態質量控制與管理技術、動態成本控制與管理技術等等。
c)以ERP(EnterpriseResourcePlanning)為代表的企業生產經營優化層。主要內容包括企業資源管理(ERP)、供應鏈管理(SCM)、客戶關系管理(CRM)、產品質量數據管理(PQDM)、數據倉庫技術、設備資源管理、企業電子商務平臺、先進計劃與調度技術(APS:AdvancedPlanningandScheduling)、與數據校正技術等等。
從圖1中可以看到,實時數據庫系統是企業綜合自動化的重要組成部分,對各個層次的技術和應用,提供了強大的支持,它必須是一個數據平臺,同時也必須是一個應用平臺。
3.XML在工廠綜合自動化中的應用
XML則建立在電子商務基礎上,為全方位跨平臺電子商務的管理和應用提供了新的保障,現在工業過程自動化控制領域正在積極容納電子商務的管理和應用模式,以便更好地將工廠現場的自動化過程控制。與企業辦公自動化集成在一起。XML和OPC的出現必將為工業自動化控制系統集成提供新的途徑,在此基礎上的SOAP(SimpleObjectAccessProtocol)技術和Web技術將對實時數據庫系統的應用格局提供強大的支持。XML建立了一種傳輸結構化數據的方法。使得從實時數據庫系統到企業辦公自動化的系統集成變得非常容易,利用Internet技術,它實現了以任何文件格式進行再使用、搜索和交換數據信息,同時在工廠自動化和企業解決方案方面能夠獲得較高的集成度。XML實現了從工廠底層的監控和實時數據庫系統、先進控制到較高級別的制造業企業應用程序的縱向信息系統集成,提供了更好的方式將獲得的實時生產數據信息嵌入基于辦公自動化信息處理的應用程序中去,進一步滿足企業對各種數據信息的需要,如圖2所示。同時這種方式也加強了實時數據庫系統的數據集成能力。
圖2XML實現工廠數據集成框圖在本文的企業信息共享平臺中,XM