基于MES的智慧工厂现场总线系统生产数据通信协议设计与实现一位工程师的实践探索
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。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，是为了使得这些设备以统一方式进行数据通信。该协议具有独立模块性、可定制、可扩展和可移植性，使得所有自动化设备能够正常地与MES系统进行交互。
1 引言
智慧工厂是现代化工业发展的一个新阶段，它依赖于 MES 制造执行系统（Manufacturing execution system；后简称MES）与智能制造设备之间精确、高效的地理信息化对接。这种对接有助于实现从生产排产到过程监控再到报警故障管理等流程的一体化管理模式，从而提高管理人员对于整个生产流程的掌握力。
2 智慧工厂车间管理流程
在智慧工厂中，所有作业都是根据 MES 系统发送指令来进行。在接收到新的订单后，MES 系统会分析是否充足，并通知采购部或生产部做好准备工作。此时，智能制造设备需要人为参与调试并首件确认参数上传至 MES 控制数据库，然后才能开始自动作业。所有这些操作都要求稳定的通讯层，以确保 MES 系统与智能设备能稳定沟通。
3 数据通信模块划分
本文提出的生产数据通信协议遵循模块化、层次化设计思想，将其结构分为两层：应用层和物理/链路层。应用层定义了消息格式和内容，而物理/链路层则负责实际传输。这两个部分通过XML格式打包成一个完整信息单元，便于双方理解和处理。
4 通信协议运行流程
这套方案要求 MES 系统主循环处理包括指令解析、排产信息下达、参数调整以及实时状态反馈等六个主要功能。当收到的指令被正确解析后，即可以进一步行动，如下达排产安排或更新参数。在此过程中，如果出现异常，如指令错误或未能成功完成任务，则应立即发出警告并采取相应措施修复问题。此外，当订单完成时，也需要通过同样的通讯手段将结果反馈给上级控制中心以记录统计用途。
5 结论
综上所述，本文提出了一个基于 MES 的智慧工厂现场总线系统中的数据传输框架，该框架既满足了现有的技术需求，又考虑到了未来可能发生的情况。通过这一系列步骤，可以有效地提升企业运营效率，并且适用于各种规模不同的企业环境中。此外，这种方法还具有良好的灵活性，使得随着技术进步可以不断优化改进，从而更好地支持公司战略目标。