一. 背景

       在新基建的浪潮下，企業的自動化水平程度不斷提升，企業的生產裝置設備從手工、半自動等狀態逐步向全自動生產裝置升級。從企業的管理角度來說，要打通生產管理與車間自動化信息流。不僅要將生產指令要求下發至生產線自動化設備，還需要自動采集實際生產數據，并對自動化設備進行監管及過程數據的分析。

       所以，企業在建設MES系統時，需要考慮與自動化的深度集成。但企業的自動化產線設備往往會涉及到多個廠商、不同型號的自動化系統，因此MES的集成能力及穩定性對生產運營管理至關重要。

二. 西門子數字化解決方案

        西門子OpcenterEXPR是適用于食品飲料及流程行業的MES套件，除滿足其行業生產業務特點外，還有強大的自動化集成能力。該MES系統與自動化控制系統可以深度集成，實現從生產工單的下發，至生產過程數據的自動采集，再到自動化設備的監控和分析，實現了ERP層、MES層、過程控制層的縱向閉環貫通。

西門子自動化控制系統在全球具有大量的應用和部署，西門子Opcenter EXPR在與西門子自己的自動化控制系統集成具有天然的優勢。不論是西門子的PLC控制系統，還是西門子的Wincc系統，以及西門子的批量配方控制系統（SIMATIC BATCH）等，都能夠實現無縫的集成。同時西門子的Opcenter EXPR產品具有內置化的配置工具和通訊通道，確保系統間集成穩定和數據傳輸的可靠。

        食品飲料及流程行業中，大部分生產流程是按照批量配方式生產模式。很多企業也建設了批處理控制系統。這里重點介紹西門子MES與西門子批量配方控制系統（SIMATIC BATCH）集成的能力。當過程控制系統有SIMATIC BATCH時候，Opcenter EXPR就直接與該系統對接，至于底層的過程控制由SIMATIC BATCH負責執行。所以，Opcenter EXPR就通過如下方式來與控制系統實現同步。    

         西門子OpcenterEXPR系統通過批次任務來關聯一種特定類型的自動化任務，可讀取和設置SIMATICBATCH主配方及其參數。OpcenterEXPR可讓管理西門子批次任務及其參數，以便執行SIMATIC BATCH主配方。為了保證配方保密性，OpcenterEXPR 提供專門的連接器SITBIL實現與SIMATICBATCH集成，確保生產工藝參數及配方的保密性。

         另外，系統通過建立信號觸發機制，使Opcenter EXPR和SIMATIC BATCH可以互相監測當前狀態和執行結果，實現現場操作、中控室以及管理層的信息實時同步

        Wincc系統目前也是食品飲料行業比較常見的集成對象，西門子OpcenterEXPR也有專門針對Wincc上位機的集成交互。Opcenter EXPR通過OPC UA（Unified Architecture，統一架構）來進行集成。OPCUA是下一代OPC標準，通過提供一個完整的，安全和可靠的跨平臺的架構，以獲取實時和歷史數據。

       Opcenter EXPR 通過OPC UA與西門子Wincc上位機進行集成，實現生產工單從MES系統下發至Wincc系統。Wincc系統接收到生產工單后，跟進實際工況進行生產工單的執行確認，生產執行過程中參數同步至MES系統中。

      也有部分企業的產線設備沒有Wincc或上位機系統，OPcenter EXPR可以直接與PLC系統進行集成。如果是西門子S7系列的控制系統可以直接與Opcenter EXPR進行鏈接。其他PLC系統可以通過OPC UA的方式與OPcenterEXPR進行集成。針對不同的控制系統，OpcenterEXPR提供不同的功能組件與其集成，對于PLC部分，通過自動化網關這個功能組件。

西門子Opcenter EXPR自動化網關具有完整的配置化界面，快速鏈接需要集成的PLC信息。對于產品較多的情況下，也可以根據管理需求進行分組，按照不同的自動化通道來管理與MES集成的PLC。

三. 方案優勢

         ，西門子Opcenter EXPR與自動化控制系統可以進行深度的集成，通過這種深度集成大大提高了生產執行效率和生產業務的協同，也為生產執行過程的透明化和實時化的管理奠定基礎。西門子OpcenterEXPR與自動化控制系統深度集成優勢主要體現在以下幾個方面：

?  西門子Opcenter EXPR與西門子的控制系統（如SIMATIC BATCH、Wincc、S7）有專門的集成通道和加密工具，確保系統集成可靠、穩定。

?  西門子Opcenter EXPR 采用主流的通訊協議OPC UA，實現與過程控制系統的集成，可以具有很好的擴展性和維護性。

?  西門子Opcenter EXPR具有自動化網關應用程序，不僅可以方便管理和維護與控制系統的集成接口，而且可以對不同車間和產線的控制系統進行分組管理。

?  西門子Opcenter EXPR可以下發工單信息至過程控制系統，并可以自動采集生產過程及執行結果信息，實現MES與控制系統的信息數據閉環。