SCADA及MES系统介绍及SCADA和MES之间关系调研报告

2、远程控制功能
• 具体指可以对设备的运行状态进行监视， 控制功能是指scada 系统可以远程控制各设 备，比如操作某个阀门开关、启动关闭电 机。
• 避免人员到现场进行操作，提高操作效率， 节省时间，节约人员。
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3、故障报警功能
• 设备出现故障时，可以实时显示当前故障 报警，并提供故障报警信息和解决方法。
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制造业智能化发展趋势
• 以上对制造业智能化发展进行了简单介绍， 随着工业4.0、中国智能制造2025的行业大 趋势不断推进，国内制造业升级成为了共 识，企业想打造信息化、智能化工厂离不 开MES系统和SCADA系统。
• 今天主要议题就是SCADA系统和MES系统介 绍以及SCADA系统与MES系统的关系。
• SIMATIC S7：专用于siemens产品之间，方便 快捷
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SCADA常见网络结构
• 单机，只有一台单机运行 • CS结构，服务器和客户机模式 • 冗余CS架构，两台服务器互为冗余，一用
一备，客户机可设置若干台，提高安全性 • 一般使用CS架构，重要的使用冗余CS架构
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三、MES系统介绍-定义
• MES(Manufacturing Execution System)即制造企 业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车 间执行层的生产信息化管理系统。MES 可以为 企业提供包括制造数据管理、计划排产管理、 生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资 源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、 采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过 程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分 解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、 全面、可行的制造协同管理平台。
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5、与其他系统连接功能
• SCADA系统可与更高级别的系统连接，比如 DCS系统、MES系统进行连接，实现更高级 的控制系统。
• 自动化系统的发展越来越集中，scada系统 起到一个中转作用，向上连接MES系统，向 下连接PLC系统，scada系统是实现mes系统 的重要前提。
• 以上是常用功能，除了常用功能外还有一 些其他功能，可根据需求进行设计。
SCADA和MES系统介绍 与关系报告
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主要内容
• 背景介绍 • SCADA系统介绍 • MES系统介绍 • SCADA与MES系统关系 • SCADA系统应用 • SCADA厂家介绍 • SCADA系统的需求 • 总结
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一、背景介绍
大数据：大数据（big data）是指无法在一定时间范围内用 常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，可以理 解为海量的数据信息。 云计算（cloud computing）指的是通过网络“云”将巨大 的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多 部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果 并返回给用户，比如我们经常使用的支付宝转账付款就是 利用了金融云计算。 物联网（ IoT ，Internet of things ）即“万物相连的互联 网”，将各种传感设备信息与互联网结合起来而形成的一 个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的 互联互通，比如我们常见的手机控制空调、控制摄像头、 控制照明亮度等都是利用了物联网技术。
• 美国的“工业互联网”以及我国的“中国制造2025” 其本质与工业4.0都是一回事，就是工业智能化。
• 历史上有三次著名的工业革命，第一次是蒸汽技术 革命，人们学会了用机器。第二次是电力技术革命， 人们学会了用电。第三次，计算机及信息技术革命， 人们又学会了用电脑。现在，聪明的人们又发现了 物联网等技术，迎来了工业4.0的新时代。
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MES系统实施步骤
• 对于一般MES系统的实施不必追求一步到位， 遵循渐进式发展，先上初步的系统比如 SCADA，等适应以后再上MES系统，此时 MES系统可直接从SCADA系统读取信息，节 省了大量成本。
生产设备 PLC
SCADA
MES
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五、SCADA应用
• 公用工程：水分配系统、净化空调系统使 用比较广泛，比如空调系统采用SCADA系统 对各个区域的HVAC控制系统进行集中监控， 放置于值班室，方便值班人员操作和运行
七、我们的需求
1、集中各设备的信息数据，可以显示各个设备的实时运行 状态（包括温度、压力、液位等信息）和报警信息，比如集 中显示车间所有设备状态 2、对各设备的运行数据和报警数据进行存储记录，具备数 据备份功能 3、对重要数据生成曲线和报表，可供打印
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总结
• SCADA系统是什么（主要针对设备） • MES系统是什么（主要针对管理，同时包括
• 我们可以这样理解："工业4.0"若没有MES系统 就名不符实，MES如果离开了SCADA系统将无 法实现智能互联与智能感知.
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SCADA与MES不同
• SCADA与MES内容不同、所能解决的问题也不 同，SCADA主要是以设备为主，透过资料撷取 与监控，来产生各种设备资料，提供给MES， MES是重视现正发生的现场生产情况，能够即 时解决现在的生产资源瓶颈问题，就目标的区 隔来看，SCADA着重的是设备，MES则是管理。
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背景介绍
企业的智能化的主要目标是，使自动化不再 是单纯的自动化，而是真正让自动化与制造管理、 企业管理、供应链管理建立了无缝连接。通过软 件把生产全过程中的海量信息进行收集和整合， 这些信息包括物料、设备、人员、记录、流程和 产品等。智能化可以提供实时生产执行过程的监 视，同时可以提供生产全流程和质量信息数据的 收集以及可用性分析，帮助企业实现从创建订单 到产品完成的生产过程的最优化，从而提升企业 的生产效率。
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SCADA系统是什么
• 定义，SCADA系统是supervisory control and data acquisition systerm的缩写，译成中文就是 数据采集与监视控制系统，一般来说scada是 指以计算机为基础的生产过程控制和监视自动 化系统，综合了计算机技术、自动控制技术以 及通信与网络等技术，实现对分散的过程和设 备的数据采集、自动控制以及生产过程全面实 时监控。最早应用于电力行业，经过几十年发 展，在水处理、化工、制药领域都有了广泛的 应用。
• 可对故障报警记录进行存储，可根据日期 或其他条件查询历史报警记录。
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4、数据记录和分析功能
• SCADA系统中数据不仅能够实时监测还可以 进行存储，这些数据将会被实时记录并保 存在本地硬盘中
• 可根据日期或其他条件查询历史数据记录， 满足GMP中数据完整性的要求
• 数据分析功能可对某个参数自动生成趋势 图或报表，也可以进行数据的处理比如求 平均值等功能
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SCADA系统能干什么
• 从字面意思看SCADA主要功能数据采集和监视 控制，具体来说SCADA可以与现场运行的各种 设备进行通信，实现对现场设备的数据采集、 控制、测量、参数调节以及各类信号报警等功 能，从而为车间安全生产、调度、管理、优化 和故障诊断提供必要和完整的数据及手段。
常见通信方式
• OPC: OLE for Process Control，使用OPC软件， 用于不同厂家设备之间通信，较繁琐
• MODBUS:使用RS485/232接口，一般用于小 型设备
• Industrial Ethernet：Modbus TCP/IP、 ProfINet、Ethernet/IP，目前主流技术，应 用广
• 具体功能如下：
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1、数据采集和监视功能
• 数据采集功能，把各个设备的运行参数， 比如电机转速、压力、流量、温度等参数 采集过来在显示屏上实时显示，对各参数 进行实时监测。
• 每个参数可设置上下限，当被监测参数超 过设置的上下限时，系统会声光报警提示 操作员进行处理
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• 在自动化平台的资料流中，SCADA是属于资料 提供者，而MES是接受者，SCADA将从PLC所撷 取到的资料，往上送给MES，MES再与其他资 讯一起汇整，分析出资料意义，提供给管理者。
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SCADA与MES关系总结
• SCADA在工厂自动化系统中，位于PLC与 MES之间，从层级关系上SCADA是低于MES 的，但是由于自动化系统的整合需求越来 越高，因此SCADA也出现往上与MES整合的 趋势，多数厂商都认为SCADA的‘MES’化， 将会是未来不可避免的趋势。
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企业智能化系统架构
• 企业在生产组织与管理的自动化系统主要 有以下几种架构形式，包括MRPII／ERP、 MES 以及SCADA／DCS、HMI/PLC。MRPII／ ERP是以物料需求计划或资源计划方式来作 生产管理，MES是针对生产执行全过程进行 数据分析管理， SCADA／DCS为生产设备管 理，HMI/PLC为具体设备控制。
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二、SCADA系统介绍
• 由于SCADA系统是企业智能化系统的一部分， 所以在介绍SCADA系统之前我们需要先了解 一下制造业智能化系统的架构，一般的企 业智能化架构分为三层，即最底层的执行 层（包括各设备）、中间的车间层（比如 MES）和最高级的企业层（比如ERP）。
• 以下是智能化系统架构具体介绍：
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背景介绍
• 上面介绍的都是生活中能体会到的，同样 在制造业中也出现了一些新词语。
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背景介绍
• 工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。旨 在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资 源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价 值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络 实体系统及物联网。
• 车间设备：集中监视车间的各种设备
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六、MES系统厂家介绍
• ROCKWELL:采用Rockwell Software® MES软件 • SIEMENS:采用SIMATIC IT、PCS7、WINCC软
件，优势各设备采用Siemens比较多 • WERUM:采用PAS-X MES
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设备） • SCADA和MES关系（SCADA是MES的第一阶
段）
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SCADA怎么运行的
• 上面讲述了SCADA系统是什么和能干什么两个方面，SCADA系统是如 何实现上述功能，这就是SCADA系统的核心技术---通信，SCADA系统 通过与各设备通信来实现SCADA系统的各种功能。
SCADA
冻干机
反应釜
灌装机
• 具体通信方式如下：
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MES系统介绍-功能
• 一般MES主要内容包括：生产过程监控、生 产数据采集、物料管理（与WMS通信）、 电子批记录、工艺配方管理、质保QA管理、 报表管理、OEE指标分析、人员管理、设备 维护管理、数据共享等。
• MES系统所需要大量的数据来自其他系统。 • MES可以从创建订单到产品完成的全过程中
帮助企业实现生产活动的最优化。
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四、SCADA与MES关系
• SCADA系统负责与设备实时通讯，实时记录与 报警，关键信息在处理之后，传递与MES系统 进行归档与业务逻辑处理，我们可以定义在 SCADA系统的某些事件(Event)能触发MES系统 中的流程事务（Transaction），同时MES系统 中流程控制逻辑、作业参数、配方等信息也可 以交由SCADA系统执行。