基于實(shí)時數(shù)據(jù)庫和XML的企業(yè)信息共享平臺的研究
摘要:本文針對工業(yè)企業(yè)信息系統(tǒng)依賴于多個不同功能的子系統(tǒng),而各個子系統(tǒng)之間的傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換方式?jīng)]有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),造成接口眾多、訪問性、安全性差等多方面的結(jié)局,從而形成了一個個的“信息孤島”,在這樣的技術(shù)應(yīng)用背景下,本文在對實(shí)時數(shù)據(jù)庫和XML技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)基于三層結(jié)構(gòu)和XML的企業(yè)信息共享平臺,將各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)取出,并采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)描述格式,采用集中、共享的方式提供給企業(yè)內(nèi)部的各個部門,建立起一個控制層到管理層的“橋梁”,使數(shù)據(jù)的上傳與下行之路暢通無阻,為企業(yè)提供良好的數(shù)據(jù)服務(wù)環(huán)境。
關(guān)鍵詞:實(shí)時數(shù)據(jù)庫,OPC,XML,SOAP,Webservices
1.引言
隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高和計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,人們對工業(yè)自動化的要求越來越高,提出了以信息化帶動工業(yè)化的口號,信息化的關(guān)鍵就是實(shí)現(xiàn)企業(yè)的信息集成和數(shù)據(jù)交換、跨平臺訪問,本文針對此問題進(jìn)行了有益的探索,分析了工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),提出了建立工業(yè)企業(yè)實(shí)時數(shù)據(jù)信息共享平臺,方便了ERP/MES/底層控制系統(tǒng)的整體集成,提高企業(yè)的綜合競爭力,在此基礎(chǔ)上,具體介紹系統(tǒng)中應(yīng)用的兩個關(guān)鍵技術(shù):基于XML(eXtensibleMarkupLanguage)的信息表示和集成技術(shù),基于OPC(OLEforProcessControl)的控制技術(shù),在文章的最后,利用本文提出的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)建立了一個企業(yè)信息共享平臺。
2.實(shí)時數(shù)據(jù)庫與工廠綜合自動化
一般而言,提高綜合競爭力是企業(yè)對綜合自動化技術(shù)提出的重要目標(biāo)。在企業(yè)數(shù)據(jù)和信息的綜合集成基礎(chǔ)上,通過采用先進(jìn)的管理技術(shù)(包括ERP-EnterpriseResourcePlanning,CRM-CustomerRelationshipManagement,SCM-ServiceChainManagement等)、電子商務(wù)、成本分析,設(shè)備管理等,才能促進(jìn)企業(yè)價值的增值,最終提高企業(yè)的綜合競爭力,因而數(shù)據(jù)和信息綜合集成是解決問題的基礎(chǔ)。
根據(jù)國內(nèi)外綜合自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,工廠綜合自動化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)可以分成3層結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1工廠綜合自動化的總體結(jié)構(gòu)a)以PCS(ProcessControlSystem)為代表的基礎(chǔ)自動化層。在PCS層,以DCS/PLC/FCS為主要數(shù)據(jù)支持方式的基礎(chǔ)控制部分,主要內(nèi)容包括集散控制系統(tǒng)(DCS)、現(xiàn)場控制系統(tǒng)(FCS)、多總線網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、基于高速以太網(wǎng)和無線技術(shù)的現(xiàn)場控制設(shè)備、傳感器技術(shù)、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、可靠性技術(shù)、實(shí)時數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)處理技術(shù)、實(shí)時優(yōu)化技術(shù)(RTO:Real-timeOptimization)、先進(jìn)控制技術(shù)等等
b)以MES(ManufacturingExecutionSystem)為代表的生產(chǎn)過程運(yùn)行優(yōu)化層。它是以大型實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為主要的數(shù)據(jù)支持方式。主要內(nèi)容包括先進(jìn)控制技術(shù)、建模與流程模擬技術(shù)(AMT:AdvancedModelingTechnologies)、故障診斷維護(hù)技術(shù)、實(shí)時數(shù)據(jù)庫技術(shù)、動態(tài)質(zhì)量控制與管理技術(shù)、動態(tài)成本控制與管理技術(shù)等等。
c)以ERP(EnterpriseResourcePlanning)為代表的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化層。主要內(nèi)容包括企業(yè)資源管理(ERP)、供應(yīng)鏈管理(SCM)、客戶關(guān)系管理(CRM)、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)管理(PQDM)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、設(shè)備資源管理、企業(yè)電子商務(wù)平臺、先進(jìn)計(jì)劃與調(diào)度技術(shù)(APS:AdvancedPlanningandScheduling)、與數(shù)據(jù)校正技術(shù)等等。
從圖1中可以看到,實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是企業(yè)綜合自動化的重要組成部分,對各個層次的技術(shù)和應(yīng)用,提供了強(qiáng)大的支持,它必須是一個數(shù)據(jù)平臺,同時也必須是一個應(yīng)用平臺。
3.XML在工廠綜合自動化中的應(yīng)用
XML則建立在電子商務(wù)基礎(chǔ)上,為全方位跨平臺電子商務(wù)的管理和應(yīng)用提供了新的保障,現(xiàn)在工業(yè)過程自動化控制領(lǐng)域正在積極容納電子商務(wù)的管理和應(yīng)用模式,以便更好地將工廠現(xiàn)場的自動化過程控制。與企業(yè)辦公自動化集成在一起。XML和OPC的出現(xiàn)必將為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)集成提供新的途徑,在此基礎(chǔ)上的SOAP(SimpleObjectAccessProtocol)技術(shù)和Web技術(shù)將對實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用格局提供強(qiáng)大的支持。XML建立了一種傳輸結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的方法。使得從實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)到企業(yè)辦公自動化的系統(tǒng)集成變得非常容易,利用Internet技術(shù),它實(shí)現(xiàn)了以任何文件格式進(jìn)行再使用、搜索和交換數(shù)據(jù)信息,同時在工廠自動化和企業(yè)解決方案方面能夠獲得較高的集成度。XML實(shí)現(xiàn)了從工廠底層的監(jiān)控和實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、先進(jìn)控制到較高級別的制造業(yè)企業(yè)應(yīng)用程序的縱向信息系統(tǒng)集成,提供了更好的方式將獲得的實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息嵌入基于辦公自動化信息處理的應(yīng)用程序中去,進(jìn)一步滿足企業(yè)對各種數(shù)據(jù)信息的需要,如圖2所示。同時這種方式也加強(qiáng)了實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成能力。
圖2XML實(shí)現(xiàn)工廠數(shù)據(jù)集成框圖在本文的企業(yè)信息共享平臺中,XM