MIS系統在水泥行業的應用

馬愛國 鄒廣坤 陳玲 劉艾明

1中材建設有限公司（100176）2天津水泥工業設計研究院有限公司（300400）

MIS系統在水泥行業的應用

馬愛國1鄒廣坤1陳玲2劉艾明1

1中材建設有限公司（100176）2天津水泥工業設計研究院有限公司（300400）

計算機技術的快速發展推動著水泥廠自動化水平的提高，世界各大水泥廠正在越來越迫切地追求完備的信息管理系統。針對這一需求，這里介紹了MIS系統服務器的軟硬件平臺、MIS系統與外界的通訊與網絡連接，應用西門子SIMATIC IT Historian以及Reporting Framework軟件實現對水泥廠自動化系統的信息管理。

MIS系統；SIMATIC IT Historian；SIMATIC IT Reporting Framework

0 引言

計算機技術和信息技術迅猛發展極大地推動了各工業領域自動化技術的發展，與此同時，自動化水平的提高必然涉及到更多的信息交換，這對信息管理的先進程度提出了更高的要求。于是能否建立起一個完善的MIS（Management Information System）系統，進而提高信息管理效率，成為各工業領域現階段面臨的重要問題。

對于水泥廠而言，信息化的建設程度，直接決定著水泥廠在行業中是否擁有競爭優勢。現階段，由于各方面的原因，大部分水泥廠的信息管理系統沒有足夠的靈活性和開放性，并不能實現預想的需求。因此，搭建一個完善的信息管理平臺是越來越多的水泥廠迫切需要解決的問題。

1 MIS系統服務器的搭建

從全廠的角度分析，MIS系統服務器是自動化網絡的一部分，同其他服務器一樣，要實現MIS系統服務器的正常工作，需從計算機的硬件、軟件、通訊網絡等方面一一進行配置。

1.1 MIS系統的硬件基礎

計算機硬件是指計算機系統當中的物理裝置，這些不同的物理裝置相互組裝配合，形成計算機的有機整體，為計算機軟件的良好運行提供必要的物質基礎。計算機的硬件裝置一般包括中央處理器，即CPU、計算機內存、計算機硬盤、顯卡等。在這里所設計的MIS系統中對計算機硬件的最小配置有如下要求:

1）CPU:Intel處理器，主頻為2.8 GHz,主板總線頻率1 333 MHz。2）內存:RAM 4GB，DDR3。3）硬盤: 300GB。4）顯示器分辨率:最少1024×768。5）電源:冗余備份。

1.2 MIS系統的軟件基礎

計算機軟件系統不同于硬件系統，它是計算機內部的數據和程序。計算機的軟件包括系統軟件和操作軟件兩類。系統軟件用來維護計算機的操作系統平臺，從而擴展計算機硬件的功能，為工作人員提供更穩定的開發環境。應用軟件則是針對用戶的需求，一般分為專用軟件和通用軟件。

MIS系統服務器采用Windows Server 2008 R2 SP1 64位的標準版本的英文操作系統。所需安裝的軟件及軟件安裝順序為:

1）SIMATIC IT SQL Server for SIMATIC IT（項目數據庫）。

2）Microsoft virtual studio 2008（用于制作生產報表）。

3）SIMATIC IT 6.5 SP3 Historian Stnd.Foundation，這包括SIMATIC IT Production Suite V 6.5 SP3以及SIMATIC IT V 6.5 SP3。

4）SIMATIC IT Reporting Framework 1.0 SP1 (用于制作報表)，包括Reporting Framework V1.0 SP1。

5）SIMATIC IT 2000 Credits（配置License）。

1.3 MIS系統的網絡及通訊

在此原料磨生產線中，底層的儀表、變頻器、Simocode電機控制單元等設備將其本身的信號通過DP電纜、光纖傳輸到原料磨PLC中，PLC讀取底層的設備信息并能夠將這些信息通過工業交換機傳輸到Plant Bus一級的工程師站和服務器，然后通過各自的通訊協議傳輸到Terminal Bus一級的操作員站和MIS服務器如圖1所示。

在這里所涉及的原料磨生產線系統中，選擇OPC通訊作為MIS系統的通訊支持。因此，需要在工程師站上配置Open PCS7站。在PCS7 V7.0版本之后，Open PCS7可以作為一個單獨的站和外部程序進行數據和信息交換。Open PCS7連接于終端總線上，具有數據來源多樣化的特點。Open PCS7的組態步驟如下:

1）硬件組態需要在在工程師站的硬件組態視圖中完成。選”Insert＞Preconfigured Station＞SIMATIC PC Station”完成之后打開Open PCS7站的硬件組態，組態硬件中該站插入SPOSA Application，如圖2所示。

圖1 MIS系統的網絡結構

圖2 Open PCS7站的硬件配置

2）分配服務器的數據包。選擇Open PCS7站，在右鍵的快捷菜單中，選擇Assign OS Server，給Open PCS7站分配一個數據來源。

3）下載。在安裝Open PCS7程序包的過程中，安裝程序會自動共享一個名為“Automation projects”的文件夾，這個文件夾在工作過程中會受到Open PCS7程序的監控，因此，必須將系統的配置下載到這個文件夾當中。

2 MIS系統在水泥廠的應用

2.1 水泥生產線實時數據的讀取

完成了MIS服務器與數據來源服務器之間的通訊連接之后，還需要配置RTDS（Real Time Date Server）與OPC服務器之間的連接通道。在SIMATIC IT Management Console中通過配置OPClient和SIMATIC接口，MIS服務器就能讀取到系統中相關的Tag變量，進而能夠讀到生產線的實時數據。由此可見，接口配置是整個數據讀取過程中非常關鍵的一步，它決定著MIS系統能否順利讀取到系統數據。

通過SIMATIC IT Historian軟件中的HDD（Historian date Display）插件，能夠實時讀取生產線數據并能生成相應的歷史數據曲線，直觀地表現數據的變化規律和走勢。同時，通過溢出值的設置，系統能夠自動判別當前數據的好壞狀態，并能對不符合系統要求的數據進行相應的標記，如圖3所示。

圖3 生產線某電機的實時功率監控

2.2 制作生產報表

SIMATIC IT Reporting Framework是西門子開發的一款針對制作報表的軟件。它基于Microsoft數據庫平臺，能夠實現數據的管理，能夠制作報表，還能進行相應的數據分析，在一定程度上擴展了SIMATIC IT產品套件的功能，提供了一系列創建報表的方法。使用Reporting Framework組件，工作人員可以根據客戶的具體需求進行靈活的系統配置，比如生產報表的執行時間周期，周期內數據的更新時間等。

SIMATIC IT Reporting Framework包含了一些列ETL（Extraction-Transformation-Loading）壓縮包，即數據抽取、轉換和加載。ETL是數據庫中商業智能模板（Business Intelligence）的核心，能夠按照事先預定好的規則集成數據并有效提高數據的價值，負責完成數據從數據源向目標數據倉庫的轉化。ETL主要分為初始加載和增值加載兩種加載方式。

在制作生產報表的過程中，首先在Reporting Framework中執行相應的命令，比如報表生成的時間周期等，如圖4所示。然后用數據庫中的商業智能模板（Business Intelligence）制作報表。在ETL執行命令的過程中，執行結果會自動存儲到相應的MDS數據庫中，以便于制作報表時讀取數據。

圖4 Reporting Framework執行命令

圖5是應用Microsoft virtual studio中的商業智能模板設計生產報表。商業智能模板提供了功能豐富的報表制作素材，能夠根據客戶的要求有選擇地過濾所需要的數據，比如生成一個報表時間周期內某一變量的最大值、最小值或者平均值等。

圖5 報表設計界面

在Microsoft virtual studio中完成報表的設計之后，便能得到生產報表，如圖6所示。

圖6 生成報表

3 結語

配備一個完備的MIS系統是現階段水泥廠越來越重視的一部分，也是未來水泥廠信息管理的發展趨勢。眾所周知，擁有高效的信息管理系統不僅能夠實現設備的集中管理和狀態監控，還能對水泥產品的生產情況進行近乎透明的觀察，極大地提高了水泥生產線的信息管理效率，節約了人力資源,使得信息管理的可靠性也得到了大幅度提升。同時，信息管理系統向水泥企業提供了非常豐富的用于生產決策的數據資源，便于生產計劃的調整。通過實際操作，這里搭建的MIS系統具有一定的實際應用價值，可以進行更加深入的研究以達到建立更加完善的信息管理系統的目的。

[1]楊連熙.MIS系統在現代化管理中的應用[J].科技向導, 2010.

[2]吳慶星,葉思敏.基于分布式多層結構的水泥廠MIS系統[J].四川大學學報,2002,11.

[3]高文富,劉艾明,蔣忠民.物聯網技術助力水泥廠自動化系統的發展[J].河南建材,2013(3):156～157.

[4]J Peltoniemi,M Paljakka,T Karhela.Using OPC Data exchange in simulation assisted automation testing[J]. Simulation in Industry,2003:419～424.