湖南造纸

管理系 统

（ＥＲＰ）

， 以及考虑生产与管理结合问题的中

间层生产执行系统

（ＭＥＳ）

。这一结构较好地解决了企

业生产和管理中一些共性的问题

， 也为控制和管理链

接中各企业的个性问题提供了解决方法。

图

１

流程工业

ＣＩＰＳ

的传统五层结构

图

２

流程工业

ＣＩＰＳ

的三层扁平化结构

３．２

制浆造纸工业

ＣＩＰＳ

的三层体系结构

将

ＥＲＰ／ＭＥＳ／ＰＣＳ

三层结构图运用与制浆造纸工

业中

， 形成制浆造纸工业

ＣＩＰＳ

的三层体系结构

［３］

（ 如

图

３

） 。

图

３

制浆造纸

ＣＩＰＳ

的三层体系结构

三层结构在功能划分上虽仍有重叠

， 但各有侧重：

１

）

ＰＣＳ

聚焦于生产过程的设备

， 监控生产设备的

运行状况

， 控制整个生产过程。一般包括基础自动化

系统和过程自动化系统。

２

）

ＭＥＳ

作为

ＣＩＰＳ

的中心环节

， 在整个

ＣＩＰＳ

中起

到承上启下的作用。

ＭＥＳ

控制对象以企业的物流为

主

， 主要完成生产计划的调度与统计、生产过程成本

控制、产品质量控制与管理、物料流控制与管理、设备

安全控制与管理、生产数据采集与处理等工作。

３

）

ＥＲＰ

控制的对象以企业的资金流为主

， 围绕企

业生产而进行的管理工作

， 包括供应、销售、库房、财

务、人力、设备、综合计划及经营决策。

４

基于现场总线的造纸厂

ＣＩＰ Ｓ

实施方案

本课题组与国内某大型造纸厂合作

， 根据该厂提

出的各项技术经济指标

， 以上述制浆造纸工业

ＣＩＰＳ

三 层 体 系 结 构 图 为 基 架

， 为 该 厂 设 计 了 一 种 基 于

ＰＲＯＦＩＢＵＳ

现场总线的

ＣＩＰＳ

实施方案。

４．１

造纸企业的网络层次

综合自动化是现代工业自动化的发展方向

， 在完

整的企业网构架中

， 现场总线控制网络模型应涉及从

底层现场设备网络到上层信息网络数据传输过程。基

于上述考虑

， 统一的现场总线控制网络模型应具有三

层结构

（ 如图

４

） 所示， 从底层向上依次为： 过程控制层

（

ＰＣＳ

） 、制造执行层（

ＭＥＳ

） 、企业资源规划层（

ＥＲＰ

）

［４］

。

图

４

基于

ＰＲＯＦＩＢＵＳ

现场总线的

ＣＩＰＳ

结构

（

１

） 过程控制层： 现场总线是将自动化最底层的

现场控制器和现场智能仪表设备互联的实时控制通

信网络

， 又称之为工厂的底层网络

Ｉｎｆｒａｎｅｔ

， 遵循

ＩＳＯ

的

ＯＳＩ

开放互联参考模型的全部或部分协议。这一层

可 能 包 含 有 基 金 会 现 场 总 线

ＦＦ

的

Ｈ１

网 段

， 或

ＨＡＲＴ

，

ＰＲＯＦＩＢＵＳ

，

ＬＯＮＷＯＲＫＳ

等网段

， 同种通信协

议的网段可采用网桥、中继器连接

， 各不同通信协议

的网段之间则采用网关相连

， 或直接在操作站的计算

机内交换信息。

（

２

） 制 造 执 行 层 ： 由 担 任 监 控 任 务 的 工 作 站 、

ＰＣ

机、或控制器作为网络节点构成的局域网段。负责从

现场设备中获取数据

， 完成各种控制、运行参数的监

测、报警和趋势分析等功能

， 另外还包括控制组态的

设计和下载。这一层处于以太网中

， 其关键技术是实

现现场总线协议与以太网协议的转换

， 保证数据包的

正确解释和传输。制造执行层除了上述功能外

， 还为

实现先进控制和远程操作优化提供支撑环境。例如实

时数据库

， 工艺流程监控、先进控制以及设备管理等。

（

３

） 企业资源规划层： 该层又称为信息层。它是实

现企业信息集成和管、控一体化的重要组成部分。它

的网络节点主要有高性能计算机、工作站、

ＰＣ

机等

，

包括各类管理、计算用客户机、服务器、数据库等。其

主要目的是在分布式网络环境下构建一个安全的远

程监控系统。

以现场总线为基础的过程控制层计算机网络是

企业信息集成的物质基础和运行环境

， 是实现资源共

享和作业分布处理的工具与工作环境。它的设计与实

施直接影响整个

ＣＩＰＳ

系统的性能与功能。

４．２

基于

ＰＲ ＯＦＩＢＵＳ

现场总线的过程控制层

该部分以

ＰＲＯＦＩＢＵＳ

现场总线为网络平台

（ 如图

４

） ， 以

ＳＩＭＡＴＩＣ ＰＣＳ７

自动化系统为控制平台

， 将企业

设备与自动化

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