生产信息综合管理系统.docx

摘要：生产信息管理系统应用是当今企业信息化必由之路。本文具体介绍了综合生产信息管理系统设计和实现，包含实时生产信息集成系统和生产管理报表等，并结合具体实例对系统构建进行了具体讲解。关键词：生产信息管理系统 生产管理报表 PIMS JSP序言伴随市场竞争日益加剧，各生产企业全部在不停提升本身关键竞争力，怎样实现科学、高效、统一、灵活生产管理成为企业管理者面临关键问题之一。多年来，信息技术在生产管理中得到了广泛应用，利用这些技术构建综合生产信息管理系统已在各生产企业中发挥了关键作用，并越来越受到企业管理者重视。PIMS（Process Information Management System）生产信息管理系统是中控为新型工业信息系统工程提供完整处理方案。它能有效集成全厂生产信息，形成安全可靠实时数据库，填补企业经营管理系统和控制系统之间信息鸿沟，并实现了企业网络环境下实时数据采集、实时步骤查看、实时趋势浏览、报警统计和查看、开关量变位统计和查看、报表数据存贮、历史趋势存贮和查看、生产过程报表生成、生产统计报表生成等功效，从而实现企业过程控制系统和信息系统网络集成、综合管理，使管理层能够立即、正确地了解生产情况，发觉生产中问题，并为优异控制软件提供给用平台。它使得办公室和生产现场信息沟通变得方便快捷，是企业信息化建设中不可缺乏组成部分。下面以某化工企业PIMS项目标功效结构和具体实现为例，具体介绍生产信息管理系统设计和实现。系统功效结构该化工企业属于步骤工业行业。为了实现节能高效生产，同时加强企业内部管理，从建厂早期就十分重视企业信息化建设，准备组织实施多套计算机应用软件系统，包含生产信息管理、OA、ERP等。在生产信息管理应用上要求实现生产实时数据采集和公布、能源计量管理、设备管理、库存管理等功效，从而达成生产信息综合处理，组成企业综合生产信息管理系统。为此，该企业选择了中控PIMS系统，并于开始使用。PIMS系统针对各生产车间和关键职能科室不一样应用需求及业务步骤，分为实时生产信息集成系统和生产管理报表系统两大部分。1.1实时生产信息集成系统该企业设有13个生产车间，分别采取了中控10套GCS-1作为能源计量采集站，另有中控2套JX-300X DCS和1套JX-300XP DCS分别用于3个车间进行自动控制。PIMS作为能源计量中心服务器，它经过不一样通讯方法和各车间能源计量采集站和控制系统进行数据采集。同时，经过软件自带Web Server，可将全部步骤画面、实时及历史趋势曲线、计量报表等公布到企业局域网中。具体结构图1所表示。图1 系统网络拓扑结构PIMS系统关键实现了以下功效：（1）数据采集功效PIMS软件提供了多个通讯协议数据接口和I/O设备驱动，支持现在主流数据通信、数据交换标准，包含：DDE、OPC、ODBC等。可集成不一样厂家控制系统及智能设备，如HONEYWELL、YOKOGAWA、SIEMENS、AB等。各能源计量采集站在地理位置上相对比较分散，且没有配置操作站。PIMS系统经过标准MODBUS通讯协议，以RS-485通讯方法对各能源计量采集站进行一对多数据采集；对于3套DCS控制系统，以OPC方法进行通讯。（2）实时数据、步骤图画面浏览基于PIMS开发系统制作步骤图能够较真实地反应工艺步骤情况，全部画面含有实时、立体、动态效果，如液位升降、故障报警等。数据实时刷新，可达成0.5S刷新速度。使企业管理层能够清楚地了解目前生产情况及设备运行情况。（3）实时趋势、历史趋势查询分析实时趋势能够立即地反应该前时间段数据改变情况，历史趋势能够选择查询时间进行历史数据查询，了解较长时间生产情况。当发生生产事故时，能够经过历史趋势查询进行事故追忆和原因分析。（4）WEB功效PIMS提供WEB功效，能够使用户从IE浏览器上远程访问PIMS步骤图画面、趋势图画面、实时数据画面、历史数据画面、报表画面，浏览效果和在PIMS运行系统中看到画面完全相同，包含全部动态数据和动画效果。（5）生产报表功效PIMS软件提供了历史报表和万能报表。使用历史报表可依据生产数据形成经典班报、日报、月报、季报、年报。万能报表提供类似EXCEL电子表格功效，能够形成更为复杂报表系统。（6）历史数据存放PIMS软件中实时数据库能够连续压缩存放大量历史数据。提供了改变率保留和定时保留两种方法，利用强大压缩和检索功效，确保对历史数据保留和追溯。依据保守计算平均1000点（500模拟量、500数字量），天天50M，每个月1.5G，每十二个月只需要18G硬盘空间。（7）二次计算功效依据从各能源计量采集站中得到部分过程量（流量、温度、压力等）在PIMS中进行二次计算和处理，最终可得到各车间和总耗能（用汽量、用水量等）情况。另外，因为系统在企业局域网和过程控制网之间，网络安全问题至关关键。在系统构建时我们配置了硬件防火墙，在PIMS服务器和局域网间进行安全隔离。同时PIMS服务器采取双网卡对企业局域网和过程控制网进行了网段隔离，并安装了杀毒软件进行定时查毒。1.2生产管理报表系统生产管理报表功效是生产信息管理系统关键组成部分。为实现系统集成统一，先将PIMS中WEB公布实时信息步骤引入了生产管理报表系统中；然后依据厂内8个关键生产职能科室工作业务情况对每个生产职能科室开发了对应管理模块。同时，为了便于整个报表系统管理还针对整个系统和各模块部分关键信息开发了后台管理模块。图2所表示。图2 报表系统关键结构（一）各功效模块因为这8个功效模块有一定相同和相同性，所以这里简明列举多个关键且复杂和特殊功效模块进行介绍。（1）生产管理各车间依据生产部下达生产计划进行生产，并将每日生产信息录入系统，系统将全部车间信息汇总形成生产统计报表。生产部每个月制订生产计划，经过查询各车间生产情况了解生产计划实施情况，分析计划和实际差异原因，便于立即调整和处理。（2）能源管理系统将全厂各车间和单位能耗情况（用水量、用电量、用汽量）进行汇总形成能源平衡报表，其中各车间用水量和用汽量由PIMS软件依据采集到实时数据进行二次计算后存入数据库，各单位能耗由设备能源部统一录入。设备能源部经过能源平衡报表对各车间和单位之间及各车间和单位不一样时期内能耗情况进行比较和分析，方便更有效地管理和控制各车间和单位能耗。（3）设备管理设备能源部将全厂各类设备相关信息进行统计，到了设备检修日期时系统会提醒用户，每次检修后将设备检修统计填入系统。这么设备状态信息就会愈加立即地在系统中显示，大大提升了设备管理效率。（4）库存管理库存管理关键为原料和成品库存。库管人员将每日原料和成品进出库情况进行统计，系统形成原料和成品库存日报表和进出库累计表，并可比较库存量和设定库容值（最高库存、最低库存）进行库容报警。管理人员可经过原料和成品库存情况立即安排采购和销售。（5）质量分析质量管理部对采购原料及生产产品进行质量检测并将原料、产品检测汇报进行统计，检测过程中分析结果也进行统计形成份析汇总表。管理人员可立即了解产品质量情况。（二）后台管理模块后台管理模块关键为系统管理员提供一个系统管理平台，管理部分系统关键信息。（1）用户管理关键负责添加、修改或删除某个用户，对用户进行用户名和密码设定，对每个用户进行用户等级、用户对各功效模块操作权限设定，指定用户为相关部门。（2）部门设定、产品设定、原料设定、供给商设定、电表设定、环境保护设定关键负责添加、修改或删除某个部门、产品、原料、供给商、电表、废水或废物等和各功效模块相关联信息，依据需要对某个信息指定所关联模块，便于其它功效模块或表单引用。系统实现2.1 实时生产信息系统实现PIMS软件组态程序提供了实时数据库组态、步骤图组态、实时历史趋势组态、I/O设备通讯组态、动画及脚本组态等对应组态功效。（1）实时数据库组态在数据库中建立多种类型（模拟、数字、累积等）数据点，数据点以位号形式表示。将预定义位号名称和位号描述在实时数据库中建立，方便其它组态程序引用。（2）步骤图组态利用PIMS提供绘图工具及图库中提供子图绘制出步骤图，同时在步骤图上将实时数据库数据位号引入。（3）实时趋势、历史趋势组态PIMS提供了实时趋势和历史趋势控件，利用已经有控件，填入每个趋势笔对应位号（一个趋势最多有8个趋势笔）。同时指定趋势图数值范围、趋势颜色、采样周期等参数。（4）I/O设备通讯组态PIMS提供了多种标准通讯协议驱动程序，和中控GCS-1系统采取MODBUS通讯协议。在MODBUS驱动下建立I/O设备，指定数据更新周期、通讯超时时间、I/O设备地址、串口参数等信息。在实时数据库中经过I/O设备名称和寄存器地址连接对应数据信号。（5）动画及脚本组态现场采集数据大多是原始值，而实际需要数据是经过赔偿或累积数值。经过PIMS脚本功效对所需进行运算位号进行脚本程序编写，在运行中完成计算并赋值。最终，利用PIMS软件中Web Server程序将组态步骤画面、趋势等内容公布到局域网中。2.2 生产管理报表系统实现为使生产管理报表系统部分基于B/S结构构建，依据对以下多个关键技术实现方法分析和比较，我们采取了JSP技术进行开发。（1）JSP介绍JSP（Java Server Page）是一个用来开发含有动态内容网页技术。它基于强大Java语言，能够在Server let和JavaBean支持下，完成功效强大站点程序，含有良好伸缩性。利用它能够很方便地在HTML页面（或其它标识语言，如XML）中生成动态内容，从而实现WEB动态交互。JSP技术原理以下：首先由用户端向服务器发出页面请求，服务器收到请求后，由JSP引擎将页面代码转换为Java Servlet，然后由服务器上Java编译器对转化Java Servlet代码进行编译，再由Java虚拟机实施编译后得到字节码，并将结果传回用户端。（2）数据库设计系统采取微软SQL Server 标准版作为报表系统关键数据库。依据对全厂各生产职能部门关键业务调研和现存纸质报表和实施性文档等进行了分析和深入提炼，在数据库中设计了对应数据表。数据表按一定规则进行命名，能够方便地找到模块中某张报表在数据库中对应数据表。（3）JSP开发JSP开发工作是一个相对复杂过程，需要对各部门不一样业务及相互关系进行了解和分析，每张表单全部需编写较长代码，这也是采取这种开发方法缺点之一。下面简明介绍其工作过程。a.数据库连接JSP经过SUN企业提供JDBC驱动建立关系数据库SQL Server 连接。b.实施SQL语句建立数据库连接后，可实施插入、查询、更新、删除等SQL语句。c.显示查询结果以HTML格式显示。图3所表示。图3 报表显示结束语PIMS系统在该企业正式投运后，对企业生产各个步骤全部起到了主动促进作用。首先，企业管理者无须到各个车间了解生产情况，而在办公室内就能完成对生产情况全方面了解，从而有效地进行调度管理、人员考评、成本核实等工作；其次，各生产职能科室工作人员经过本系统使用，使得工作业务愈加简单、高效、灵活。对全厂综合信息处理使得整个生产步骤愈加透明地展现在企业管理者面前，真正达成了生产管理和过程控制之间有效沟通，从而大大提升了生产效率，产生了良好经济效益。