1 引言

MES（制造执行系统）是针对制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，MES能够实现包括数据采集、质量管理、过程管理、绩效分析、工艺规格标准管理、产品跟踪、设备维护、人力资源管理、生产单元调度、作业计划和排产、资源分配和调度等功能组件，能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，为企业提供一个、智能、全面、可靠的生产制造协同管理平台[1]。
 

MES系统包括基于生产车间内的本地数据库系统，如ACCESS、SQL等数据库形式。MES系统在整个工厂信息化集成系统中处于承上启下的位置，是连接车间底层与工厂管理层的纽带。一方面，MES负责采集车间底层控制系统的物料生产信息，并反馈到上一级计划层系统，如ERP系统；第二接受上一级控制系统的计划安排，并传送数据至底层控制系统的PLC。这种形式的层次结构非常适合大型的生产线，与此同时，也对不同的底层控制系统有很好的兼容性与适应性。
 

2 西门子PLC自动化技术平台

利用西门子集成化编程软件博图（TIA portal）V15完成底层控制系统基于西门子PLC系统的硬件组态及相关的逻辑控制编程。由于本文研究的是自动化液体灌装生产线相关的MES应用，下面对于自动灌装生产线系统中西门子S7-1500系列PLC的硬件组态与逻辑程序设计进行介绍。
 

PLC编程采用模块化的编程方式，系统共分为AFB工作单元、MPS PA工作单元、MPS工作单元。图1为系统PLC编程结构总览图。
 

图1 系统PLC编程结构总览
 

AFB工作单元包括ASRS自动仓库组、Conveyor传送带组、Filling灌装站组、InOut出/进货组、Packaging包装站组、Recycling循环物料组、Unpackaging开包装组7个部分。
 

MPS PA工作单元包括过滤站、混合站、反应站、分组灌装站4个工作站组。主要的功能是为自动灌装生产线生产液体原料，原料经过MPS PA工作单元的过滤、混合、反应等工艺后，进入AFB工作单元的灌装站，也可以进行分组灌装。
 

MPS工作单元包括供料站、缓冲站、操作手站3个工作站。主要的功能是为自动化生产线提供瓶盖等加工元件，经气爪手可以将生产后的瓶盖传送到灌装站的加装瓶盖工位。
 

分别对每个工作站的PLC进行设备组态设计和PLC程序设计，将需要与数据库交互的数据放至单独的DB块总，以便在以后的开发运用中数据信息的运用管理[2]。
 

在PLC程序设计中，处理数据信息爱，收集MES系统所需要的信息，存放在所建立的DB快中，并把MES系统发送的数据信息，应用在PLC程序中。其中，在西门子PLC中很多的数据分析形式的处理可以运用SCL语言和顺序控制指令进行编写。
 

3 数据库的选择

数据库系统一般包括数据库（DB，Database）、数据库管理系统（DBMS，Database Management System）和管理员三个部分。DBMS是整个数据库系统的核心，使用者可以通过各种数据操作，例如建立数据库、使用数据库以及维护数据库等等。通常，我们所说的数据库系统就是指DBMS。根据数据的存储结构，数据库一般被分为层次、网状和关系型三种模式。其中，关系型数据库的存储结构实际上是多张二维表格，表格的行被称为记录，是用来描述对象信息，列被称为字段，是用来描述对象属性。关系型数据库可以设置为表关系，通过这些关系实现数据查询服务。关系数据库最大的特点是数据表之间是互相独立的，对某个数据表进行数据操作（例如添加、删除、修改）都不会对其他的数据表造成影响。目前阶段，市场上主流的关系型数据库产品主要有SQL Server、Oracle、Sybase和ACCESS等类型的数据库[3]。本文选用的是ACCESS作为数据库管理系统。
 

ACCESS是微软开发的一种关系数据库管理系统，是一种把数据库引擎的图形用户界面与软件开发工具相结合的一种数据库管理系统。以它自己的格式将数据存储在基于ACCESS Jet的数据库引擎里，还可以直接导入或者链接数据。ACCESS支持Visual Basic宏语言，是一种面向对象的编程语言，能够引用各种对象，包括DAO数据访问对象、Active X数据对象以及很多其他的Active X组件。
 

ACCESS应用广泛，主要体现在两个方面，一是用来进行数据分析，二是用来进行软件开发。此外，在开发一些小型网站WEB应用程序时，还可以用来存储数据[4]。
 

4 用VS2010开发Windows应用

Visual Studio2010是美国微软公司的开发的Windows应用程序开发工具，支持包括C语言、C++等多种编程语言。
 

首先选择VS2010下的VB开发环境。新建一个CC_PMSService的Windows Service应用。然后，在应用中添加一个BackgroundWorker，在这个BackgroundWorker的DoWork方法中添加服务运行的主循环方法。在主循环中调用低层的用户自定义方法，可以通过这些方法，首先与PLC控制器的交互、与MES数据库的交互、和与远程数据库的交互。VS2010中可以通过引用相应的动态链接库，实现对数据库的交互[5]。
 

VS2010编程中，实现与西门子PLC通信的方式有多种，一是套接字通信，在PLC中编制相应的程序。二是通过OPC服务器访问PLC，三是用软件实现通信连接，该款软件包需要讲过西门子授权。四是通过第三方封装的DLL与PLC实现数据交换。
 

调试完成后，用VB.NET开发一款简洁的界面，实现与数据库的通信，其中VB.NET提供了了大量丰富的窗口控件。
 

5 结束语

文章系统性地论述了怎么利用VB.NET与ACCESS数据库，实现MES系统，并且，重点分析与数据库与西门子PLC实现数据通信的几种方式。对MES系统数据库的建立和实现具有一定的理论参考价值。
 

参考文献

[1]Microsoft.VB.NET.程序设计语言[M].北京：高等教育出版社，2003.
 

[2]蒋铁海，刘朝晖.VB.NET 中用数据库对象访问数据库的基本方法[J].软件技术，2003，（4）.
 

[3]苏磊，李茜，汤伟.OP C 数据访问客户端的研究与实现 [J]. 计算机工程，2010,(11):80-82.
 

[4]亢红波，马伯渊，商高平.PLC 控制系统中基于 OPC技术的多上位机解决方案 [J] 工业控制计算机 ,2006,19(1):68-69.
 

[5]王杰，高昆仑，王万召 . 基于 OP C 通信技术的火电厂 DCS 后台控制 [J] 电力自动化设备 ，2013，33(4):142-146.