基于MES的智慧工厂车间生产数据通信协议设计与实现现场总线技术课程总结
在本文中，我们提出了一种基于MES（制造执行系统）的智慧工厂车间生产数据通信协议，以实现MES系统与智能制造终端之间的数据交互。这一协议涉及到数据交互的一系列内容，包括但不限于数据交互方式、格式等。该通信协议连接了生产控制中心的MES系统与智慧工厂内的智能制造终端，是为了实现MES系统与智能制造终端之间正常通信的一种约定。它具有独立的模块性，可以定制，可扩展，可移植，使得所有自动化设备能够以统一的方式与MES系统进行数据通信。
1 引言
智慧工厂是现代化工厂信息化发展的新阶段，是智能工业发展的新方向。在这种模式下，智能制造设备可以接收来自MES系统下达的数字作业指导书，并且 MES 系统能即时正确地读取生产线上的实时数据，从而提高生产过程可控性，减少人工干预。
2 智慧工厂生产车间管理流程
车间管理是指对车间所从事各项活动进行统一计划、组织、指挥、协调和控制的一系列工作。这些作业都是根据 MES 系统发送的地位来进行，这包括订单需求结合实际运行状态安排作业任务书给相应设备。此外，在原材料采购质检期间，还需要检查制造设备和设施情况，并根据排产情况合理安排作业任务书。
3 数据通信模块划分
本文设计中的生产数据通信协议遵循模块化和层次化思想，为后期应用于实际生产打下坚实基础。本文提出的传输方法为XML格式，对于不同PLC设备支持不同的国际主流通信协议，如PLCHandler或OPC-UA等。
4 通信协议运行流程
本文提出的通信协议定义用来实现 MES 系统与智能制造设备两者正常交流，其运行过程主要包含指令解析、排产信息下达、参数处理、实时监测以及报警故障处理等六个部分。
5 智能制造设备状态机
本文提出了一个七种状态机模型用于描述每台智能机器人的工作状态，这些状态包括开机态、就绪态、高效运转、中断操作待命、高效待命休眠并停机。通过这个模型， MES 系统可以精确掌握每台机械手臂当前正在做什么，以及它们何时准备好开始新的工作或者需要维护，而不是依赖人为观察或记录这些信息。