MIS系统在水泥行业的应用

马爱国 邹广坤 陈玲 刘艾明

1中材建设有限公司（100176）2天津水泥工业设计研究院有限公司（300400）

MIS系统在水泥行业的应用

马爱国1邹广坤1陈玲2刘艾明1

1中材建设有限公司（100176）2天津水泥工业设计研究院有限公司（300400）

计算机技术的快速发展推动着水泥厂自动化水平的提高，世界各大水泥厂正在越来越迫切地追求完备的信息管理系统。针对这一需求，这里介绍了MIS系统服务器的软硬件平台、MIS系统与外界的通讯与网络连接，应用西门子SIMATIC IT Historian以及Reporting Framework软件实现对水泥厂自动化系统的信息管理。

MIS系统；SIMATIC IT Historian；SIMATIC IT Reporting Framework

0 引言

计算机技术和信息技术迅猛发展极大地推动了各工业领域自动化技术的发展，与此同时，自动化水平的提高必然涉及到更多的信息交换，这对信息管理的先进程度提出了更高的要求。于是能否建立起一个完善的MIS（Management Information System）系统，进而提高信息管理效率，成为各工业领域现阶段面临的重要问题。

对于水泥厂而言，信息化的建设程度，直接决定着水泥厂在行业中是否拥有竞争优势。现阶段，由于各方面的原因，大部分水泥厂的信息管理系统没有足够的灵活性和开放性，并不能实现预想的需求。因此，搭建一个完善的信息管理平台是越来越多的水泥厂迫切需要解决的问题。

1 MIS系统服务器的搭建

从全厂的角度分析，MIS系统服务器是自动化网络的一部分，同其他服务器一样，要实现MIS系统服务器的正常工作，需从计算机的硬件、软件、通讯网络等方面一一进行配置。

1.1 MIS系统的硬件基础

计算机硬件是指计算机系统当中的物理装置，这些不同的物理装置相互组装配合，形成计算机的有机整体，为计算机软件的良好运行提供必要的物质基础。计算机的硬件装置一般包括中央处理器，即CPU、计算机内存、计算机硬盘、显卡等。在这里所设计的MIS系统中对计算机硬件的最小配置有如下要求:

1）CPU:Intel处理器，主频为2.8 GHz,主板总线频率1 333 MHz。2）内存:RAM 4GB，DDR3。3）硬盘: 300GB。4）显示器分辨率:最少1024×768。5）电源:冗余备份。

1.2 MIS系统的软件基础

计算机软件系统不同于硬件系统，它是计算机内部的数据和程序。计算机的软件包括系统软件和操作软件两类。系统软件用来维护计算机的操作系统平台，从而扩展计算机硬件的功能，为工作人员提供更稳定的开发环境。应用软件则是针对用户的需求，一般分为专用软件和通用软件。

MIS系统服务器采用Windows Server 2008 R2 SP1 64位的标准版本的英文操作系统。所需安装的软件及软件安装顺序为:

1）SIMATIC IT SQL Server for SIMATIC IT（项目数据库）。

2）Microsoft virtual studio 2008（用于制作生产报表）。

3）SIMATIC IT 6.5 SP3 Historian Stnd.Foundation，这包括SIMATIC IT Production Suite V 6.5 SP3以及SIMATIC IT V 6.5 SP3。

4）SIMATIC IT Reporting Framework 1.0 SP1 (用于制作报表)，包括Reporting Framework V1.0 SP1。

5）SIMATIC IT 2000 Credits（配置License）。

1.3 MIS系统的网络及通讯

在此原料磨生产线中，底层的仪表、变频器、Simocode电机控制单元等设备将其本身的信号通过DP电缆、光纤传输到原料磨PLC中，PLC读取底层的设备信息并能够将这些信息通过工业交换机传输到Plant Bus一级的工程师站和服务器，然后通过各自的通讯协议传输到Terminal Bus一级的操作员站和MIS服务器如图1所示。

在这里所涉及的原料磨生产线系统中，选择OPC通讯作为MIS系统的通讯支持。因此，需要在工程师站上配置Open PCS7站。在PCS7 V7.0版本之后，Open PCS7可以作为一个单独的站和外部程序进行数据和信息交换。Open PCS7连接于终端总线上，具有数据来源多样化的特点。Open PCS7的组态步骤如下:

1）硬件组态需要在在工程师站的硬件组态视图中完成。选”Insert＞Preconfigured Station＞SIMATIC PC Station”完成之后打开Open PCS7站的硬件组态，组态硬件中该站插入SPOSA Application，如图2所示。

图1 MIS系统的网络结构

图2 Open PCS7站的硬件配置

2）分配服务器的数据包。选择Open PCS7站，在右键的快捷菜单中，选择Assign OS Server，给Open PCS7站分配一个数据来源。

3）下载。在安装Open PCS7程序包的过程中，安装程序会自动共享一个名为“Automation projects”的文件夹，这个文件夹在工作过程中会受到Open PCS7程序的监控，因此，必须将系统的配置下载到这个文件夹当中。

2 MIS系统在水泥厂的应用

2.1 水泥生产线实时数据的读取

完成了MIS服务器与数据来源服务器之间的通讯连接之后，还需要配置RTDS（Real Time Date Server）与OPC服务器之间的连接通道。在SIMATIC IT Management Console中通过配置OPClient和SIMATIC接口，MIS服务器就能读取到系统中相关的Tag变量，进而能够读到生产线的实时数据。由此可见，接口配置是整个数据读取过程中非常关键的一步，它决定着MIS系统能否顺利读取到系统数据。

通过SIMATIC IT Historian软件中的HDD（Historian date Display）插件，能够实时读取生产线数据并能生成相应的历史数据曲线，直观地表现数据的变化规律和走势。同时，通过溢出值的设置，系统能够自动判别当前数据的好坏状态，并能对不符合系统要求的数据进行相应的标记，如图3所示。

图3 生产线某电机的实时功率监控

2.2 制作生产报表

SIMATIC IT Reporting Framework是西门子开发的一款针对制作报表的软件。它基于Microsoft数据库平台，能够实现数据的管理，能够制作报表，还能进行相应的数据分析，在一定程度上扩展了SIMATIC IT产品套件的功能，提供了一系列创建报表的方法。使用Reporting Framework组件，工作人员可以根据客户的具体需求进行灵活的系统配置，比如生产报表的执行时间周期，周期内数据的更新时间等。

SIMATIC IT Reporting Framework包含了一些列ETL（Extraction-Transformation-Loading）压缩包，即数据抽取、转换和加载。ETL是数据库中商业智能模板（Business Intelligence）的核心，能够按照事先预定好的规则集成数据并有效提高数据的价值，负责完成数据从数据源向目标数据仓库的转化。ETL主要分为初始加载和增值加载两种加载方式。

在制作生产报表的过程中，首先在Reporting Framework中执行相应的命令，比如报表生成的时间周期等，如图4所示。然后用数据库中的商业智能模板（Business Intelligence）制作报表。在ETL执行命令的过程中，执行结果会自动存储到相应的MDS数据库中，以便于制作报表时读取数据。

图4 Reporting Framework执行命令

图5是应用Microsoft virtual studio中的商业智能模板设计生产报表。商业智能模板提供了功能丰富的报表制作素材，能够根据客户的要求有选择地过滤所需要的数据，比如生成一个报表时间周期内某一变量的最大值、最小值或者平均值等。

图5 报表设计界面

在Microsoft virtual studio中完成报表的设计之后，便能得到生产报表，如图6所示。

图6 生成报表

3 结语

配备一个完备的MIS系统是现阶段水泥厂越来越重视的一部分，也是未来水泥厂信息管理的发展趋势。众所周知，拥有高效的信息管理系统不仅能够实现设备的集中管理和状态监控，还能对水泥产品的生产情况进行近乎透明的观察，极大地提高了水泥生产线的信息管理效率，节约了人力资源,使得信息管理的可靠性也得到了大幅度提升。同时，信息管理系统向水泥企业提供了非常丰富的用于生产决策的数据资源，便于生产计划的调整。通过实际操作，这里搭建的MIS系统具有一定的实际应用价值，可以进行更加深入的研究以达到建立更加完善的信息管理系统的目的。

[1]杨连熙.MIS系统在现代化管理中的应用[J].科技向导, 2010.

[2]吴庆星,叶思敏.基于分布式多层结构的水泥厂MIS系统[J].四川大学学报,2002,11.

[3]高文富,刘艾明,蒋忠民.物联网技术助力水泥厂自动化系统的发展[J].河南建材,2013(3):156～157.

[4]J Peltoniemi,M Paljakka,T Karhela.Using OPC Data exchange in simulation assisted automation testing[J]. Simulation in Industry,2003:419～424.