基于WebService技術的制絲集控通訊接口的研究與實現

黃遠征 林智華

摘 要：制絲集控與MES系統之間的DIS通訊模塊在實際運行中不是很穩定，存在著數據丟失等問題，導致雙方通訊異常。本文研發利用了Web Service技術對制絲集控與MES系統的通訊接口進行改造，完善信息交互處理機制及工單信息保存方式，充分解決了DIS通訊模塊運行不穩定的問題，有效保障了制絲車間的正常生產。

關鍵詞： Web Service;制絲集控;通訊接口

【Abstract】 The DIS communication module between the central control system and MES system is not very stable in actual operation， and there are some problems such as data loss， which leads to abnormal communication between the two systems. This paper makes full use of Web Service technology to transform the communication interface between the central control system and MES system， improves the information exchange processing mechanism and the way of work orders preservation， which fully solves the problem of unstable operation of DIS communication module， and effectively guarantees the normal production of primary processing workshop of cigarette.

【Key words】 ?Web Service; central control system; communication interface

0 引 言

隨著煙草行業自動化水平的不斷提升，許多卷煙廠都選擇運用MES系統和制絲集控系統來提高制絲車間的生產效率。制絲集控與MES系統之間的通訊是采用SIMATIC IT DIS作為消息中間件（以下簡稱DIS模塊）進行數據傳輸的。DIS模塊在實際運行中并不穩定，存在著數據丟失的問題，導致雙方通訊異常。Web Service已逐漸成為系統之間進行信息交互的主流技術。本次研究中即針對制絲集控與MES系統的通訊異常問題充分利用Web Service技術對制絲集控與MES系統的通訊接口加以改造，完善信息交互處理機制及工單信息保存方式，出色解決了DIS模塊運行不穩定的問題，有效保障了制絲車間的正常生產且為其它類似的系統交互提供了可移植的信息交互模塊[1-2]。

1 Web Service簡述

Web Service平臺定義了用于所有服務的標準和設施，有助于這些服務能夠以一致的、與底層技術無關的方式進行交互和操作。Web Service平臺提供了實現研發目標所需的全部必要服務。

Web Service平臺實現的關鍵要素是各個Web服務標準，主要包括：用XML定義要交換的業務信息文檔;在進行信息交互時，用SOAP作為消息格式，用HTTP作為傳輸協議[3]。

2 XML簡述

XML的核心是將數據內容和顯示處理分離開，以此提高效率，然后將需要交換的數據轉換為XML文檔在各個應用系統之間進行傳遞。只要各個系統在進行數據交互時采用統一的XML標簽和格式生成XML文件，應用軟件就可以準確識別和解析文檔中的數據，即使雙方的應用系統和開發語音不一樣。XML解決了信息的標準化，實現了數據的動態交互。本系統在進行信息交互時也是采用XML文檔[4]。

3 通訊接口的設計實現

3.1 總體架構

制絲集控與MES系統之間通訊接口包含信息接收服務、信息發送服務、信息處理和通訊出錯反饋處理。制絲集控的信息接收服務主要有：工單申請反饋信息、工單下達、工單撤銷、喂絲機工單下達、喂絲機工單撤銷等。制絲集控的信息發送服務主要有：工單申請、工單下達反饋、工單撤銷反饋、制絲工單開始、制絲工單結束、喂絲機工單撤銷、喂絲機工單開始、喂絲機工單結束、生產實時信息等。信息處理主要有：制絲工單解析、工單撤銷、喂絲機工單解析、喂絲機工單撤銷等。通訊出錯反饋處理主要有：XML存檔備份、出錯信息反饋等。

3.2 通訊接口

信息訪問接口是本次研發的制絲集控與MES系統信息交互較為重要的一部分，無論是工單信息的流轉、還是生產信息的實時反饋，都要通過信息訪問接口進行信息發布和查詢。本課題采用Web Service開放的一系列API來集成制絲集控與MES系統信息交互接口，在IIS平臺上進行發布，如圖1所示。集控系統的接口有5個，分別是：制絲工單撤銷信息接口、制絲工單下達信息接口、MES反饋制絲信息接口、喂絲機工單撤銷信息接口、喂絲機工單下達信息接口。制絲集控與MES系統按照約定好的Web Service接口協議開發部署完成本系統的Web服務。服務調用方即可根據約定好的規則調用Web 服務來完成2個系統的信息交互。

3.3 信息交互文件

Web Service接口是為了保證制絲集控與MES系統之間的信息交互。2個系統之間的信息交互有很多，例如制絲工單的申請信息。在申請工單的數據結構設計方面：數據結構設置為2個字段，分別為：工藝段號（TECH_ID）和申請標志（APP_ID）。其中，工藝段號可用來區分各個工藝段，申請標志可用來判定工單的狀態。根據XML文檔的格式結合業務需求，形成制絲工單申請XML的格式如圖2所示。

3.4 工單申請

操作人員在申請工單時選擇工藝段，點擊申請工單，集控系統就會結合申請時間、申請工藝段信息生成XML文檔。工單申請程序見圖3。生成XML文檔后調用接口發送程序向MES系統申請工單，同時保存XML文檔。

MES接收集控系統工單申請消息并對工單申請XML數據流進行解析，通過與目前數據庫的工單信息對比后得出：如果該工藝段有工單則觸發工單下達信息，否則返回錯誤代碼，以便于制絲集控來查找原因。

3.5 接收工單

對于制絲集控接收下達工單的處理邏輯，可得研究詳述如下。

（1）將接收到的XML文檔保存并調用程序解析出來，解析成功進入下一步。

（2）檢驗工藝段ID信息、工單狀態及白肋線標志（如果有）是否與申請的工段一致，根據數據庫保存的信息檢驗產出物料ID與產出物料名稱是否一致，全部一致進入下一步。

（3）根據數據庫的工單信息，校驗工單號是否已經存在，工單號之前不存在是唯一的。

（4）在數據庫中寫入該工單信息。

（5）如果工單檢驗出錯，程序會根據具體情況拋出故障代碼及故障信息。

制絲下達工單解析成功，則會給MES反饋工單下達成功的信息，方便MES根據反饋信息將MES工單狀態改為“已下達”;如果制絲下達工單解析失敗，則會根據工單處理的情況拋出的故障信息反饋給MES，方便MES進行相應檢查處理，提高故障處理效率。

（6）工單撤銷。在工單下達到制絲車間后，在工單還沒有開始生產的情況下，如果生產有變動，MES系統就可以撤銷該工單信息。

制絲集控系統在接收到制絲工單撤銷信息后的處理邏輯具體如下。

① 將撤銷的XML保存并調用程序解析出來，解析成功進入下一步。

② 根據撤銷工單號，工藝段ID及工單狀態到數據中將已下達的工單信息刪除，工單撤銷成功。

（7）工單開始。制絲車間在開始工單生產時集控系統給MES發送工單開始的XML文件告知MES系統該工單已經開始生產。工單開始的數據結構主要包含：工單號、批次號、ERP訂單號、工單狀態、牌號、班組、工藝段、工單開始時間。這里，關于程序處理邏輯，又做重點闡述如下。

① 集控根據工單開始的數據結構生成XML文檔。

② 調用接口發送程序將工單開始文檔發送給MES。

（8）實時數據交互。工單開始后制絲集控可以與MES就工單信息進行實時的數據交互，主要交互的數據有：出柜號、出柜量、入柜號、入柜量、實際產量等等信息。數據的交互是以工藝段為單位進行的。

（9）工單結束反饋。工單結束的信息反饋與實時數據傳輸相類似，主要數據包含：工藝段、工單號、批次號、ERP訂單號、產出物料編碼、產出物料名稱工單狀態、出（入）柜號、出（入）柜量、實際產量、班次、班組、工單開始時間、工單結束時間、信息反饋時間等。

4 接口測試及運行結果

基于Web Service的接口配置在一個虛擬系統中，切換系統時只需要更換IP地址即可完成測試。聯合調試的主要工作內容可表述如下。

（1）制絲集控與MES系統接口的連通性測試正常。

（2）物料主數據接口測試正常。

（3）制絲車間葉片線、葉絲線、梗線及摻配線的工單測試，每個工段的工單申請、下達、反饋、撤銷、開始及結束功能測試正常。

（4）按工藝流程用模擬生產運行順利流轉制絲工單一遍，工單申請、下達、開始、結束及反饋均正常。

（5）喂絲機工單測試，下達、撤銷、開始及結束功能測試正常。

（6）消息通道反饋測試、OPC實時數據通訊測試正常。

測試正常后，于2018年10月正式上線運行，從該接口上線運行結果來看，基于Web Service的接口運行良好。

5 結束語

利用Web Service 技術對現有制絲集控與MES系統之間的信息交互方式進行改造，完善信息交互處理機制及工單信息保存方式，充分解決了DIS模塊運行不穩定的問題。Web Service技術的成功應用也驗證其協議的通用性、平臺及開發語言無關性和運行穩定性，為其它系統之間的信息交互提供了有益的參考與借鑒。

參考文獻

[1]徐曉琴.基于Webservice技術的SAP接口實現[J].電腦知識與技術，2018，14（14）：30-31，34.

[2]彭麟，邵海龍，張勝，等. 基于Web Service的WMS與ERP系統接口技術的研究[J]. 物流技術與應用，2015，20（10）：184-187.

[3]錢智. 基于Web Service的智能倉儲管理系統的研究與實現[D]. 上海：華東理工大學，2014.

[4]袁新坤. 基于XML與Web Services數據交換平臺的研究與實現[D]. 太原：太原理工大學，2008.