基于MES的智慧工厂车间生产数据通信协议设计与实现李明探索现场总线技术的应用
摘要：本文提出了一种基于MES的智慧工厂车间生产数据通信协议，旨在实现MES制造执行系统与智慧工厂内智能制造终端之间的数据通信交互。该协议涉及到一系列数据交互内容，包括数据交互方式、数据交互格式等。本文拟定的数据通信协议连接了生产控制中心的MES制造执行系统与智慧工厂内的智能制造终端，是用来实现MES系统与智慧工厂内智能制造终端之间正常通信的一种约定。该协议具有独立的模块性，能定制，可扩展，可移植，使得所有自动化设备能够以统一方式和MES系统进行数据通信。
1 引言
现代化工厂信息化发展进入了新的阶段，即所谓的“智慧工厂”。这是一种依赖于高级信息技术和网络技术，以提高产品质量、降低成本和加快响应速度为目的的人机协作环境。在这种环境中，MES（Manufacturing Execution System）作为关键组成部分，与智能制造设备紧密结合，从而实现从生产排产、数量统计、过程监控到报警故障管理等各个环节的一体化管理模式。
2 智慧工厂生产车间管理流程
在实际操作中，每个车间都需要根据 MES发送指令来进行作业。这些指令是根据订单需求以及智能设备实时运行状态安排下达。一旦接收到新的订单，MES会分析是否有足够原材料，并通知采购部门采购；同时也会通知生产部做好准备工作，如检查设备状况并安排作业任务书。
3 数据传输框图
为了确保稳定可靠地将这些指令传送给相应设备，本文提出了一个称为“图1”的框图，该框图展示了从 MES 到 智能设备之间如何进行有效沟通。这个过程不仅包括向设备下达任务书，还包括确认任务完成后的反馈，以及遇到的任何问题或错误情况下的报告。
4 数据交换模块划分
为了使整个流程更加清晰、高效，本文进一步细分了两个主要模块：一个是用于 MES 与其他层次对话（即上述所说的“应用层”），另一个则负责支持不同类型 PLC 设备通过不同的通讯标准进行交流（即上述所说的“物理层”）。
5 通信状态机模型
为了确保正确处理来自各种来源输入信号，我们还定义了一套名为"状态机" 的逻辑结构。这套结构可以帮助我们精确地识别并回应来自不同资源请求或事件的情况，而无需手动编写复杂规则集或算法。这意味着每当发生某些特定的事件时，无论何时何地，都能迅速且准确地采取适当行动以保持整个体系中的平衡和顺畅运行。
6 实施步骤概述
最后，本文提供了实施步骤概要，这包括创建必要文件夹，将预先设计好的代码文件放入相应位置，并配置软件工具以便它们能够工作在预期之下。此外，还需要测试程序，以确保它满足所有要求，并修正可能出现的问题。如果发现缺陷，它们将被记录下来，并尽快解决，以保证最终产品性能符合预期标准。