編者語：MES製造執行係統的任務就是對生產過程進行優化。在實踐中，把生產現場檢測到的數據傳送到MES製造執行係統卻是一項要求很高的任務：因為沒有這方麵的標準。盡管如此
，但也可以簡單而又經濟地通過以太網的MSX輸入輸出模塊實現生產現場檢測數據向MES生產製造係統的傳輸。

由於在生產現場也可以看到IT技術的身影，因此就需要通過以太網把生產數據傳送到企業的管理層次中
，供企業管理者使用

   提高企業的效率，就必須最有效地去利用一切可用的信息。而實現這種利用的前提條件就是IT係統的兩個層麵——計劃層麵和執行層麵

，即管理層麵和生產層麵能夠相互聯係
、相互通信。於是，就誕生了企業資源管理係統
，即所謂的ERP係統。而ERP企業資源管理係統的任務中並不包含生產製造環節的管理
，因此就出現了連接兩個不同層次係統的MES製造執行係統。

　　用於數據交換的標準化數據接口

　　生產過程的接口以準確地掌控生產現場當前的數據為前提
，同時也要求在MES製造執行係統與ERP企業資源管理係統之間有標準化的連接接口，從而實現數據在兩個係統之間的共享。

　　德國標準化委員會頒布的DIN EN 62264標準奠定了在ERP係統和MES係統之間進行數據交換的前提。這一標準的目的是：不受企業自動化程度高低的影響實現和改進企業內部的數據交換。

連接MES製造執行係統和ERP企業資源管理係統的以太網

　　它帶給用戶的主要優點是：

　　（1）在引進新產品時節省時間；

　　（2）更好的集成工具；

　　（3）自動化投資費用較低

；

　　（4）更好的按照用戶要求進行設定的可能性；

　　（5）優化了物資的采購和物流。

　　管理和互聯網通信的統一標準提供了控製層和傳感器、執行器層次之間無限製的數據通信能力。另外，數據的可用性、通信和信息交流的質量在企業的領域中都得到了提高
，從而提供了舒適的生產監控和遠程監控的能力。

　　為了在企業不同的各個層次中實現暢通無阻的通信，使用像以太網TCP/IT、網絡服務協議（XML格式）或者Modnus傳輸協議等標準化的通信接口是非常有意義的。

　　在生產加工過程中，最經常使用的數據傳輸協議是以太網的數據傳輸協議。由於在IT係統中也能夠看到以太網傳輸協議的身影
，因此在企業層次的生產數據傳輸中也常常使用這一傳輸協議（圖1）。另ling外wai

，完wan成cheng檢jian測ce和he控kong製zhi任ren務wu用yong的de傳chuan感gan器qi和he其qi他ta硬ying件jian的de連lian接jie采cai用yong了le工gong業ye企qi業ye常chang見jian的de插cha接jie連lian接jie和he螺luo紋wen連lian接jie的de連lian接jie模mo塊kuai，這zhe也ye大da大da擴kuo展zhan了le其qi可ke用yong性xing。

智能化以太網輸入輸出模塊在IT層次（ERP）和製造執行係統（MES）之間的連接

　　準確的檢測點數據和同步的數據采集

　　在zai要yao求qiu檢jian測ce數shu據ju是shi準zhun確que到dao每mei一yi個ge檢jian測ce點dian的de檢jian測ce數shu據ju且qie同tong步bu采cai集ji這zhe些xie數shu據ju時shi，對dui以yi太tai網wang的de應ying用yong就jiu提ti出chu了le很hen高gao的de要yao求qiu。例li如ru，在zai汽qi車che工gong業ye領ling域yu中zhong發fa動dong機ji活huo塞sai運yun動dong和he氣qi缸gang的de檢jian測ce有you大da量liang這zhe樣yang的de數shu據ju，在zai氣qi缸gang和he活huo塞sai的de生sheng產chan加jia工gong中zhong就jiu有you著zhe不bu可ke忽hu視shi的de微wei米mi級ji公gong差cha。

　　檢測點附近的模擬數據數字化

　　jiejuetongbucaijidedaliangjiancedianshujuchuanshuwentidefangfalishicaiyonglezhinenghuayitaiwanglianjiemokuaidefensanshipeizhifangshi。qizhongdezhongyaoyibujiushijinkenengdezaijiancedianchuduimonishujujinxingshuzihuachuli
，yibianshixianhengaodejingdu
，shizhexieshujujuyoushijianbiaoji。zaishujucaijidianchuwanchengshangshuchulizhihou，caibazhexieshujujingyitaiwangchuansongchuqu。zheyangyilai，chuansongdaoshangyijikongzhixitongzhongyumeiyigefadongjiqigangduiyingdejianceshujujiubuhuiyishile。zheyang，zaikongzhixitongzhonghezhexieshujudeshiyongshebeizhong，jiukeyisuishitiaoyongquanbudejianceshuju
，bushoushujuchuansongshijianhechuansongxianhoushunxudeyingxiang。

　　例如，某微處理器生產廠希望降低芯片的分辨率，希望對其芯片的生產製造工藝流程進行優化。因此，對生產設備不同地點的溫度、壓力等參數進行檢測並把檢測結果傳送到MES製造執行係統中進行處理就顯得非常有必要了。檢測電子元器件應具有與數據接口兼容的能力，以便可以向任一MES製zhi造zao執zhi行xing係xi統tong傳chuan送song數shu據ju。除chu此ci以yi外wai還hai因yin為wei安an裝zhuang空kong間jian的de原yuan因yin檢jian測ce元yuan器qi件jian應ying直zhi接jie安an裝zhuang在zai機ji床chuang設she備bei上shang
，而er不bu是shi在zai電dian氣qi控kong製zhi櫃gui中zhong。大da量liang不bu同tong信xin號hao數shu據ju的de采cai集ji還hai應ying盡jin可ke能neng地di同tong時shi進jin行xing
，以yi保bao障zhang檢jian測ce的de可ke靠kao性xing。生sheng產chan現xian場chang所suo用yong的de以yi太tai網wang應ying用yong於yu檢jian測ce數shu據ju的de傳chuan輸shu。

　　智能化的以太網模塊非常節約

　　傳統的以太網結構不能滿足這種功能擴展的要求。在滿足一定條件的情況下
，智能化的以太網模塊是能夠滿足這一要求的

；這些條件是：它自身具有一定的智能，是基於節約型的和高性能的生產過程的以太網係統。隻有這樣的係統才能夠實現模擬數據的現場數字化
；才能夠任意地對數據進行預處理。這樣就可以以照時間為標記為每一個數據包做卷標，進行計算，進行內插計算或者傳輸到在線RAM緩存中。最重要的是：這些傳輸到MES製造執行係統中的大量數據都是有意義的檢測數據，不是原始數據。也就是說，智能化的以太網模塊應該具有對檢測到的溫度、壓力
、長度等原始物理數據進行轉換的能力。這樣就可以方便地在產品生產過程中識別和評判生產過程的變化了。

拓展模塊示意圖

　　第(di)二(er)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)條(tiao)件(jian)就(jiu)是(shi)這(zhe)種(zhong)以(yi)太(tai)網(wang)模(mo)塊(kuai)的(de)工(gong)業(ye)適(shi)應(ying)性(xing)問(wen)題(ti)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)檢(jian)測(ce)數(shu)據(ju)的(de)質(zhi)量(liang)，應(ying)該(gai)直(zhi)接(jie)在(zai)機(ji)床(chuang)或(huo)者(zhe)被(bei)測(ce)工(gong)件(jian)處(chu)采(cai)集(ji)檢(jian)測(ce)數(shu)據(ju)。這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)以(yi)太(tai)網(wang)的(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)模(mo)塊(kuai)具(ju)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)抗(kang)振(zhen)動(dong)性(xing)能(neng)、很高的抗幹擾性能
、非常堅固或者很好的抗噴射水的能力。因此，堅固的外殼、螺栓連接、使用大量過濾器、靜電隔離和IP 65的安全防護等級，成為安全采集生產數據的前提條件。

　　若電子數據采集設備要通過以太網進行連接，則必須滿足第三個條件：因為經以太網采集到的數據要直接傳輸到MES製造執行係統或者ERP企業資源管理係統（圖2）。由Addi-Data公司研發生產的MSX模塊是專門為直接在檢測現場使用而研發的模塊，滿足了上述各種要求。為實現這些應用，它可使用多種不同的信號：采集壓力、溫度和長度的數字輸入輸出、模擬輸入輸出以及大量的其他信號。它的設計適合於在惡劣的工作環境中使用
，具有IP 65的安全防護等級，具有多種多樣的安全防護措施。為了避免支付專利使用費和升級強製
，在MSX-E模塊中安裝了Embedded-Linux操作係統。嵌入的Embedded網絡服務器允許用戶方便地進行以太網模塊配置
；shizhijuyouduozhongduoyangyouyiyidetiaoyongkenengxing，lirunenggoulianxudiduicunchuqizhongjicundejianceshujujinxinggengxin，zidongshuaxinmokuai，nenggoutigongyuxianshezhishujubaodepaixumokuai。

　　保障數據傳輸性能的以太網模塊

　　這種以太網模塊配備的是ARM9微處理器。它為用戶提供了對所采集數據進行運算的能力、轉換為物理數據的能力以及存儲數據的能力。最終，這一模塊能夠把檢測到的數據提供給MES製造執行係統或者ERP企qi業ye資zi源yuan管guan理li係xi統tong，能neng夠gou對dui檢jian測ce到dao的de數shu據ju進jin行xing有you意yi義yi的de分fen類lei篩shai選xuan，或huo者zhe在zai檢jian測ce數shu據ju更geng新xin之zhi後hou把ba這zhe些xie數shu據ju傳chuan輸shu給gei上shang一yi級ji控kong製zhi係xi統tong。檢jian測ce數shu據ju的de傳chuan輸shu由you一yi個ge軟ruan件jian程cheng序xu來lai實shi現xian，利li用yong這zhe一yi軟ruan件jian程cheng序xu

，一yi方fang麵mian用yong戶hu可ke以yi自zi己ji定ding義yiMES製造執行係統所需的參數（通道、數據采集時間）
，另一方麵，也允許用戶選擇不同的數據格式，例如選擇My-SQL、SQL-Server、Access和XML格(ge)式(shi)的(de)數(shu)據(ju)。這(zhe)樣(yang)

，用(yong)戶(hu)就(jiu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)利(li)用(yong)鼠(shu)標(biao)點(dian)擊(ji)來(lai)選(xuan)擇(ze)和(he)設(she)置(zhi)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)監(jian)控(kong)參(can)數(shu)。嵌(qian)入(ru)數(shu)據(ju)庫(ku)可(ke)以(yi)任(ren)意(yi)擴(kuo)大(da)，檢(jian)測(ce)數(shu)據(ju)也(ye)能(neng)以(yi)其(qi)他(ta)數(shu)據(ju)格(ge)式(shi)進(jin)行(xing)傳(chuan)輸(shu)。

　　如果采集到的信號有著不同的信號類型
，所采集的信號數據量很大
，則以太網信號
、24V供電電壓信號
、外部設備的24V硬件觸發信號都能從一個模塊傳輸到另一個模塊。利用以太網開關，該模塊還能夠與任意一個以太網硬件相互通信。以太網和TCP/IP協議還能夠結合SOAP簡單對象訪問協議構成遠程計算機的標準訪問模式，允許簡單方便的使用.NET或者其他加工程序。

　　若對硬件有特殊要求時，則以太網輸入輸出模塊能夠自動的與之相互匹配。利用其內置的擴展模塊可以方便的在一個或者多個MSX-E模mo塊kuai上shang運yun行xing用yong戶hu自zi己ji設she計ji的de應ying用yong程cheng序xu。這zhe又you給gei用yong戶hu提ti供gong了le自zi己ji調tiao試shi軟ruan件jian程cheng序xu的de可ke能neng性xing，或huo者zhe委wei托tuo專zhuan業ye公gong司si研yan發fa設she計ji專zhuan用yong程cheng序xu的de可ke能neng性xing。這zhe一yi模mo塊kuai所suo使shi用yong的de軟ruan件jian是shi利li用yongAddi-Data直(zhi)接(jie)編(bian)寫(xie)的(de)。這(zhe)樣(yang)

，用(yong)戶(hu)就(jiu)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)源(yuan)代(dai)碼(ma)，或(huo)自(zi)己(ji)動(dong)手(shou)編(bian)寫(xie)專(zhuan)用(yong)程(cheng)序(xu)了(le)。這(zhe)就(jiu)使(shi)得(de)用(yong)戶(hu)無(wu)需(xu)更(geng)多(duo)的(de)專(zhuan)業(ye)合(he)作(zuo)夥(huo)伴(ban)來(lai)修(xiu)改(gai)專(zhuan)用(yong)軟(ruan)件(jian)。若(ruo)把(ba)模(mo)塊(kuai)的(de)一(yi)些(xie)智(zhi)能(neng)化(hua)功(gong)能(neng)和(he)自(zi)己(ji)編(bian)寫(xie)的(de)應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)，就(jiu)可(ke)使(shi)以(yi)太(tai)網(wang)模(mo)塊(kuai)控(kong)製(zhi)的(de)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)更(geng)多(duo)的(de)自(zi)主(zhu)應(ying)用(yong)功(gong)能(neng)，通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)啟(qi)動(dong)調(tiao)用(yong)存(cun)儲(chu)的(de)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)
，自(zi)動(dong)做(zuo)到(dao)開(kai)機(ji)工(gong)作(zuo)。

　　沒有IPC也能正常工作

　　利用IPC在生產現場直接處理檢測數據是有可能的，但不是必須的。MSX-E模塊可以實現一個細長型的檢測係統：借助於其自有的智能化功能
，在獨立工作時，即在使用IPC的情況下也能將有意義的檢測數據、而不是將檢測後未加處理的原始數據提供給MES生產製造管理係統。在拓展模塊（圖3）的幫助下，能夠保障尺寸檢測的精度要求，減少了對工業計算機的依賴。