SCADA数据如何传输到MES

         企业上线了MES系统,如果MES系统依然未与车间层的自动化设备、自动化产线等自动化装备进行融合,实现数据的上通下达,用户使用MES系统的意义将压缩至50%以内,实际产线的效益远远达不到企业的要求,上线MES的根本是实现数据的透明化、数据实时性,MES系统如果仍然被使用成管理类的系统,和ERP、SRM、CRM等管理类系统将是一样的,因为人的因素依然决定着数据的实时性、准确性及透明性,所以上线MES必须做车间层设备的实时数据对接,下面将针对相关案例说明WEB SCADA如何与MES系统实现数据的上通下达,其意义又是如何,如下:

       WEB SCADA(基于Web的监控与数据采集系统)与MES(制造执行系统)的数据交互,在工业领域尤其是已上线MES系统并且车间自动化程度相对较高等复杂场景中,实现了从“设备层”到“管理层”的全链路数据贯通,项目是基于一条实时生产线,对每个工位的急停、启动进行统计,用于统计整条生产线的运行效率,判断每个工位的急停次数,以发现潜在的问题进行及时调整,其实际意义可围绕效率优化、决策协同、合规管理三大维度展开,并与国家“智能制造”“工业互联网”等政策深度契合。以下是具体分析:



一、数据交互的核心场景与流程
 

  1. 数据流向

    • SCADA→MES:实时传输工位状态(如急停、启动)、当前实时产量、工单的实际完成数量、产品是否合格、工艺参数、报警信息等。

    • MES→SCADA:下发生产指令(如调整生产线的生产节拍、设备工艺参数)、维护工单、排产计划等。

  2. 技术实现

            通过RESTFUL API、OPC UA、MQTT等协议实现异构系统对接。如下将针对RESTFUL API实现MES与WEB SCADA进行数据的双向交互进行说明:

        2.1、基于WEB SCADA实现三菱PLC各个工位的数据采集:

      2.2、针对MES接口格式要求,定义接口格式,实现采集数据与MES API接口的衔接: 
 

{
	"servers": [{
		"url": "192.168.2.24:7131",
		"project": "HXTEC",
		"qos": 1
	}],
	"id": "ERP",
	"meta": {"name":"dxrestapicli"},
	"task": [
		{
			"domain": "http://***.**.***.**",
			"path": "/***/**/**/ERP/***/TELD_MES/****/TELD_API_MES_SynWaringWorkId/SynWorkInfo",
			"authType": "anonymous",
			"authURL": "",
			"tokenURL": "",
			"authID": "",
			"authPassword": "",
			"method": "post",
			"body": "./query.json",
			"header": [
				[ "Content-Type", "application/json" ],
				[ "GSAppId", "BI" ]
			],
			"reqAccept": "",
			"accessToken": null,
			"trigger": 1000,
			"readOnly": false,
			"default": "",
			"enable": true,
			"desc": "",
			"id": "Dev01",
			"watchdog": 1000,
			"data": [ { "$csv": "dxrestapicli.csv" } ]
		}
	]
}

       按照MES系统接口要求,将对应参数及WEB SCADA采集到的数据点进行对应 ,实现采集点与MES参数的对接,如下: 

{
    "param": {
        "token": "04EF01A5-C6C9-49D1-94CD-DD182EEB782F",
        "companyCode": "8130",
        "sourceSys": "qdzy",
        "data": [
             {
            "Id": 1,
            "WorkName": "上线缓存1",
            "WorkType": "",
            "IsWarning": false,
            "IsErr": false,
            "IsStop": false,
            "StateAddersStart": "DB1.DBX30.0",
            "StateAddersStop": "DB1.DBX46.0",
            "CreateTime": "2024-03-06 13:20:35.16"
        },
        {
            "Id": 2,
            "WorkName": "上线缓存2",
            "WorkType": "",
            "IsWarning": false,
            "IsErr": false,
            "IsStop": false,
            "StateAddersStart": "DB1.DBX30.1",
            "StateAddersStop": "DB1.DBX46.1",
            "CreateTime": "2024-03-06 EF 13:20:43.527"
        }
        ]
    }
}

      2.3、WEB SCADA接口说明:

获取数据接口:GET /project_name/getdata?function=tag;all={all};tag={tag};outfmt={outfmt};detail={detail}

获取一个、多个或所有标记的值,并以指定的输出格式返回数据。

{all}参数指定是否在HTTP响应中返回所有标记值。如果{all}参数被设置为true, {tag}参数将被忽略。如果{all}参数设置为false或不存在,则需要{tag}参数。

参数{tag}可以指定单个标签名,也可以指定多个标签名,标签名之间用逗号分隔。如果在系统中没有找到指定的所有标签名,则该函数返回HTTP状态404 not found。

调用方必须在参数列表中指定all=true或tag={tag}。如果不指定{all}和{tag}参数,则返回HTTP状态400 Bad Request。

{outfmt}参数指定HTTP响应的输出格式。支持以下格式:csv、csv、json和xml。如果不指定{outftm},默认输出格式为csv。

{detail}参数指定是否在HTTP响应中返回更多的标签属性。如果不指定{detail},则默认为无详细信息。

PUT /project_name/getdata?function=tag;infmt={infmt};outftm={outfmt};detail={detail}

以指定的输入格式获取HTTP请求体中指定的一个或多个标记的值,并以指定的输出格式返回数据。

{infmt}参数指定HTTP请求正文的输入格式。以下格式是有效的:json和xml。如果不指定{infmt},则默认输入格式为xml。

{outfmt}参数指定输出格式。支持以下格式:csv、csv、json和xml。如果不指定{outftm},默认输出格式为csv。

{detail}参数指定是否在HTTP响应中返回更多的标签属性。如果不指定{detail},则默认为无详细信息。

设置数据接口(实现反控):GET /project_name/setdata?function=tag;tag={tag};value={value},通过此API,可实现上层管理信息化通过WEB SCADA层对车间层智能化设备参数、工艺等的管理与下发;
设置一个标记的值,并以指定的输出格式返回数据。

参数{tag}指定单个标签名称。

{value}参数指定标签的值。

PUT /project_name/setdata?function=tag;infmt={infmt}

以指定的输入格式设置HTTP请求体中指定的一个或多个标记的值。

{infmt}参数指定HTTP请求正文的输入格式。以下格式是有效的:json和xml。如果不指定{infmt},则默认输入格式为xml。

 

二、实际意义与价值分析

1. 提升生产效率,响应“数字技术与实体经济融合”政策

  • 动态优化生产:MES结合SCADA的实时数据,动态调整产线节拍及运行速度参数,避免无效作业。
    案例:青岛某大型新能源控制柜装备产线,通过数据采集与交互,通过实时数据采集发现瓶颈工位、通过有效调整,使整条线的生产效率提升25%,生产节拍从原先的8分钟缩进至当前的5分钟。

  • 政策关联:符合《“十四五”数字经济发展规划》中“推动生产流程数字化再造”的要求。

2. 强化全生命周期管理,支撑“智能制造”

  • 质量追溯:SCADA采集的原始数据(与MES中的工艺标准比对,自动生成质量报告,满足API/ISO认证要求。

  • 能效管理:MES整合SCADA的能耗数据,识别高耗能环节(如压缩机群控),实现企业节能降耗

三、行业应用实例

  • 中国海油“智能油田2.0”

    • SCADA与MES交互实现“无人平台”远程控产,2023年减少海上人员派驻60%,产能反增12%。

  • 巴西国家石油公司(Petrobras)

    • 通过MES反向调节SCADA的注水参数,使油田采收率从32%提升至39%。

 结语

SCADA与MES的数据交互,本质是OT(运营技术)与IT(信息技术)的深度融合,其意义在于:

  • 短期:降本增效,直接提升企业的盈利能力、当前OT与IT的融合我们才敢说,截止当下才实现业务流与数据流的真正一致性;

  • 长期:为构建“透明工厂”“灯塔工厂”奠定数据底座,服务国家“制造强国”战略。随着《数据要素×三年行动计划》实施,此类跨系统数据流动的价值将进一步释放。

 

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