造紙廠CIPS體系結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的方案研究.pdf

1、隨著CIPS(ComputerIntegratedProcessSystem，即計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng))理論和技術(shù)的發(fā)展，CIPS體系結(jié)構(gòu)已逐步由Pudue五層結(jié)構(gòu)“經(jīng)營(yíng)決策/企業(yè)管理/計(jì)劃調(diào)度/監(jiān)控/直接控制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皼Q策管理ERP(EnterpriseResourcePlanning，企業(yè)資源計(jì)劃)層/生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行MES(ManufacturingExecutiveSystem，生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng))層/優(yōu)化與控制PCS(ProcessCont

2、rolSystem，過(guò)程控制系統(tǒng))層”三層結(jié)構(gòu)。而處于中間層的MES在整個(gè)CIPS中起到承上啟下的作用，是生產(chǎn)活動(dòng)和管理活動(dòng)的橋梁，是CIPS發(fā)展的關(guān)鍵。但是，如今在CIPS中，由于PCS層的信息集成技術(shù)已相當(dāng)成熟，ERP層的理論、技術(shù)與離散工業(yè)大同小異，而處于中間層的MES在離散制造業(yè)得到了深入研究和應(yīng)用，但在流程工業(yè)還處于起步階段。MES的許多研究處于斷層狀態(tài)的情況下，這無(wú)疑將影響CIPS的發(fā)展。因此，MES的進(jìn)一步研究對(duì)CIPS的

3、發(fā)展影響深遠(yuǎn)。 作為典型的流程工業(yè)，制漿造紙工業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的地位和作用，實(shí)現(xiàn)制漿造紙工業(yè)的綜合自動(dòng)化，在提高它的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)減少污染、降低消耗以保護(hù)環(huán)境，對(duì)國(guó)家和社會(huì)具有重要意義。因此我們需要在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)，針對(duì)制漿造紙企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，將現(xiàn)代的管理技術(shù)、制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)有效地集成起來(lái)，即在CIPS的指導(dǎo)下，在制漿造紙工業(yè)中實(shí)現(xiàn)CIPS。 本文對(duì)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述，并概

4、述了CIPS的體系結(jié)構(gòu)。在國(guó)內(nèi)外CIPS體系結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)制漿造紙工業(yè)的實(shí)際情況，提出了一種制漿造紙工業(yè)CIPS的三維體系結(jié)構(gòu)，并以上述提出的制漿造紙工業(yè)CIPS三維體系結(jié)構(gòu)圖為基架，提出了一種新的基于SIMATICPCS7的造紙廠CIPS方案。 本文還分析了流程工業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)流程工業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)產(chǎn)生的背景及其定義、特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)以及功能框架模型進(jìn)行了深入的研究。在此基礎(chǔ)上提出一種基于西門(mén)子Si

5、maticIT在造紙廠實(shí)施MES的方案。 生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是MES中最核心而不可或缺的一部分，本文研究了流程工業(yè)MES中生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹了一些流程工業(yè)生產(chǎn)調(diào)度的優(yōu)化方法。然后以基于遺傳算法的打漿過(guò)程優(yōu)化控制為例來(lái)介紹先進(jìn)控制算法在優(yōu)化控制中的應(yīng)用。 信息集成是CIPS的核心，由于流程工業(yè)本身的特點(diǎn)，在流程工業(yè)CIPS中，下層生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)信息和上層企業(yè)資源管理中的各種不同類(lèi)型和屬性的信息都在MES層進(jìn)行融合與貫通，因