基于zk框架mes状态监控技术探究

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1、基于ZK框架MES状态监控技术探究摘要：本文对MES在制造业发展中的地位和作用进行了分析，描述了MES对状态监控技术的需求，对利用ZK框架构建MES的过程进行了探讨。并着重论述了利用ZK框架的Server-push技术以及FANUC、SIEMENS机床的相关接口技术实现状态监控的过程。关键词：状态监控；server-push；ZK；MES中图分类号：F272文献标识码：A文章编号:1007-9599(2013)02-0000-03制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem,简称MES

2、)是现代集成制造系统中制造管理自动化的一项重要技术。它定位于企业上层管理和底层设备之间，面向车间层的管理控制，收集生产过程中的大量的实时数据，反馈处理结果和生产指令，对生产过程中发生的事件及时进行处理，保持计划层与生产控制层的信息通畅。可以说，MES是制造企业生产管理控制信息集成的枢纽，而其中生产过程状态信息又是MES得以正常运行的重要信息来源。1车间制造执行系统构建为应对当代车辆关键零部件研制提出的周期短、交货期紧、批量品种变化的挑战，提高车辆关键零部件快速研制能力和自主创新能力。针对某车辆关键零部件车间的实

3、际需求，设计并开发车辆关键零部件车间制造执行系统，该系统面向车辆关键零部件制造车间，有效地储存和传递生产信息，监控生产状态及计划信息执行情况、产品质量情况、资源配置情况等，优化车间的生产过程。实现车间级制造信息的管理与集成，利用计算机辅助进行信息管理、生产工艺计划制定和生产过程控制，完成车间内的信息集成，驱动生产的有序、高效运行。该系统的软件架构如下图所示：本系统采用基于WEB的多层技术架构。为了满足系统的实际功能及性能需求并适应车间管理的业务模式，本系统特别采用了ZK框架来实现其表现层。ZK是一个事件驱动(e

4、vent-driven)的，基于组件(component-based)的，用以丰富网络程序中用户界面的框架。利用ZK框架，不需撰写JavaScript,即可开发出具有Ajax丰富互动效果的网页型应用程序。即软件系统的结构是B/S的，而软件的操作风格是C/S的，把两种软件结构的特点有机的结合了起来，且不增加系统的开发难度。2制造执行系统状态监控技术整体架构车间制造执行系统需要对底层设备生产状态进行采集和监控，生产状态是车间制造执行系统得以正常运行的主要信息和数据来源。本车间是数控机加车间，生产设备主要是离散的数控

5、机床，数控机床生产状态信息釆集技术难题的解决是制造执行系统实现的关键。数控机床的参数，生产状态,刀具信息，主轴信息，NC程序信息等都是需要重点进行监控的。机床状态监控功能主要是在制造执行系统的机床状态监控模块中实现的。本系统是基于Web的制造执行系统，要实现对底层数控机床的状态监控需要解决两个层面的技术难题。一个是软件架构的，一个是状态采集技术的。第一个问题就是如何在本系统的软件架构下实现基于Web的状态监控软件设计与开发，另一个问题是如何实现对车间内各种类型的数控机床进行采集，并最终把采集到设备状态信息集成到

6、软件系统中，从而达到对车间数控机床的状态监控。为解决实时显示生产状态信息的问题，在软件实现方面采用ZK框架的服务器推(Server-push)技术，负责对状态信息的处理。状态信息由负责状态采集的软硬件采集到，存储在生产状态数据库中。制造执行系统实时监控数据库中状态信息的变化，并实时根据数据的变化把状态数据推到每个ZK页面中去。这样车间工作人员就能及时掌握到各机床状态信息的变化。根据数控机床种类的不同，主要是FANUC数控机床和西门子数控机床，采用不同的状态采集技术。对于FANUC数控机床使用串口宏技术采集机床状

7、态，对于西门子数控机床采用PLC接口技术进行采集。图2为机床状态监控的整体软硬件技术架构。3ZK框架服务器推(Server-push)技术ZK框架是一个支持推模式的框架，即服务器推(Server-push)技术。服务器推技术是说一种基于网络的交流，其请求是由中央服务端发起。与之相对应的是拉模式,拉模式是一种请求由接受方或者说客户端发起的。这种技术也可以叫作反向Ajax(reverse-Ajax)o所谓推模式，就是服务器把数据推到每个ZK页面上，而不是客户端请求后的响应，并且可以实时地反映数据的变化。它的这种特性

8、使得以它为表现层框架的软件系统具备了特殊的功能。利用ZK框架的这一特点，再辅以相应的机床数据采集技术，以数据库集成接口，即状态采集软硬件将机床状态存入生产状态数据库，ZK框架通过把数据库中的机床状态数据推到任意的访问机床状态监控模块的页面上，就可以实现机床状态实时监控。通过使用服务器推技术，需要启动一个工作线程对相应的数据进行不间断地查询，当预先定义的条件满足时，则可以在工作线程内将内