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CAN协议之谜
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制造执行系统与智能制造终端之间的数据通信交互。该协议涉及数据交互的一系列内容，包括交互方式、格式等。文章拟定的数据通信协议为连接生产控制中心的MES系统与内部智能制造终端提供了一个约定，具有独立模块性，可定制、可扩展和可移植，以确保所有自动化设备能统一方式与MES进行数据通信。
1 引言
智慧工厂是现代化工业信息化发展新阶段，是智能工业发展方向之一。其运作依赖于MES系统与智能制造设备通讯对接，以实现从排产到监控再到故障管理等一体化管理模式，从而使管理人员清晰掌握生产流程[1]。
2 智慧工厂生产数据交互
智慧工厂车间管理指的是对车间活动进行统一计划、组织、指挥、协调和控制的一系列工作[4]。根据图2所示流程， MES系统会发送任务书及排产指令给智能制造设备，并验证响应；同时，设备在工作过程中向MES上传实时数据并验证响应，如遇报警或故障，将向MES发送报警提醒。
3 智能制造设备状态机
本文提出的生产数据通信协议定义了七种主要状态（开机态、就绪态等），以便精准地向MES传输智能制造设备工作状态，从而实现精确控制。此外，该状态机还详细描述了每个状态转移条件，使得 MES能够了解整个植物所有设备的当前状况。
4 通信协议运行流程
本文提出的通信协议定义用于 MES 系统与智能制造设备之间正常沟通，其运行流程分为两部分：首先是 MES 系统跟 数据库进行主循环处理（如图4所示），其中包含6个部分：指令解析、排产信息下达等；然后是对于这些步骤具体操作说明，如图5所示，对接收到的命令进行异常检查和处理，以及针对不同类型命令执行相应操作。
李明作为项目负责人，他深入研究了这项技术，并着重关注 CAN 协议（Controller Area Network）的应用。他发现 CAN 协议是一种广泛使用在汽车电子中的串行总线标准，它允许多个微控制器通过一个共享总线来交流消息。这项技术对于提高整体效率至关重要，因为它可以减少电缆数量并简化硬件布局，同时支持复杂的网络拓扑结构。此外，CAN 协议也具有很强的容错能力，这意味着即使有几个节点发生故障，也不会影响其他节点之间的正常沟通。这项技术将极大地推动汽车行业乃至其他领域采用更加高效、高质量和安全性的产品开发方法。