智能集成接口:I3 ISA-95 的应用 (2)

实际上,运营商并没有意识到他们的 ERP 系统和过程控制系统(ISA-95 模型中的第4层和第2层)和其他周围系统之间,以及内部不同 ISA-95 第 3 层系统之间的巨大集成差距的大小。公司可以从弥补这些差距中获得巨大价值,因为他们将受益于在所需响应时间内交换所需数据的自动化界面,从而最大限度地减少意外事件的影响。自动化数据收集和界面消除了生产区域的纸质表格和手动数据输入(随之而来的转录、打字和翻译错误),以提供可靠、实时的信息作为决策依据。

从软件提供商的角度来看,缩小集成差距的一种方法是向公司出售一种新的 MOM 解决方案,该解决方案将替代或替换所有这些不同的“不同数据的 MOM 孤岛”。但是,最佳实践是建议从小处着手,首先将一组高价值系统整合到阶段 1 MOM 解决方案中。第 1 阶段 MOM 解决方案根据商定的 MOM 路线图与具有可防御投资回报 (ROI) 的小项目一起发展,从而在公司里建立对 MOM 解决方案的更多理解和接受。

在采用这种方法的情况下,从核心 MOM 功能开始的建议,应基于在规划层(ISA-95 中的第 4 层)和过程控制层(ISA-95 中的第 2 层)之间建立一个集成基线。因此他们可以以智能高效的方式交换数据。I3 方法比仅仅集成或连接系统更进一步;它还为解决方案增加了一些智能,以便在工厂运营中有效执行和响应。

这就是 I3 作为集成概念发挥作用的地方。

I3 是什么?

I3 概念基于将软件功能块置于规划层和控制层之间,形成 MOM 解决方案(ISA-95 中的第3层)。I3涵盖了制造运营的某些部分(ISA-95 中的第 3 层)和 ISA-95 第 3 部分中定义的一些生产运营管理活动模型。这将在本文后面进一步描述。

该解决方案由以下三层构成:

第 1 层 - 接口

    该层处理与控制层中不同类型的软件系统和硬件组件之间的通信。如果需要和需要,该接口层还可以处理与其他周围系统的通信。

第 2 层 — 队列

    第 2 层接收、排队和处理从接口层快速传入的数据。它存储数据,直到业务逻辑层准备好处理它们并将消息序列保存到下一层。

第 3 层 - 业务逻辑

业务逻辑层从队列中取出消息,主要处理与ERP、产品生命周期管理(PLM)、供应链管理(SCM)或客户关系管理(CRM)等企业系统的通信。但除了与这些系统的基本通信外,如果通信中出现问题,该层还提供“智能”错误和/或异常处理。如果需要,该层还可以提供用于监控制造操作的可视化和各种仪表板。该层是该解决方案中最“智能”的层,也可以描述为异常处理层。

这三个层将在以下各节中进一步详细描述。

接口(第 1 层)

该模型中第 1 层的主要功能是与过程层中的控制硬件进行通信。以及其他周边系统:

可编程逻辑控制器 (PLC)

操作面板(OP面板)

其他 I/O(条码阅读器、条码打印机、秤等)

其他可能接收信息的周边软件系统:

监督控制和数据采集 (SCADA)

LIMS/QA 实验室信息管理/质量保证)

分布式控制系统 (DCS)

计算机化维护管理软件 (CMMS)

包含 ISA-95 第 3 部分中定义的功能的其他系统

从图 7-1 的底部开始,第 1 层,接口,通过“I/O 通信”块从控制层硬件和软件接收过程数据或事件记录。在与生产车间的 PLC 等过程控制硬件进行通信时,OPC 服务器可以大大降低与生产车间的过程控制硬件的通信难度。通常,需要与更简单的硬件或其他软件系统进行 MOM 通信;因此,I/O 通信块处理例如串行接口和基于文件的接口。

“确定  事务/命令”块获取传入消息,提取所需的命令/事务类型,并确定消息来自流程行中的何处。

在通过“提供命令”块将其传递到队列(第 2 层)之前,“为命令附加Id”块中的命令虚拟地附加了一个唯一 ID。ID 标识哪个设备或软件系统发送了命令。该信息本地存储在“提供命令”块中供以后使用。

“提供命令”块简单地接受命令并将其放入层队列。由于队列基于数据库中的表,“提供命令”块使用普通的结构化查询语言 (SQL) 插入命令。

第 1 层查看第 2 层队列以查看是否有准备处理的结果或消息。这是在图右侧的“获得下一条消息”块中完成的。

智能集成接口:I3 ISA-95 的应用

图 7-1:第 1 层,接口

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