目前，無論是新建還是升級改造項目，其控制系統(tǒng)的規(guī)劃或功能拓展目標(biāo)都在圍繞著MES系統(tǒng)進(jìn)行。由于現(xiàn)場級控制系統(tǒng)是MES系統(tǒng)的基礎(chǔ)和支撐，其功能是否完善直接影響MES系統(tǒng)作用的發(fā)揮，因此，探討如何根據(jù)MES系統(tǒng)的理念和功能要求來規(guī)劃或擴(kuò)展現(xiàn)場控制系統(tǒng)的功能顯得十分必要和迫切。那么，在眾所周知的常規(guī)控制模式下的功能基礎(chǔ)上，還要如何拓展才能讓MES系統(tǒng)充分發(fā)揮作用？

1.通信

在企業(yè)生產(chǎn)過程中，不同的人員和設(shè)備都有著不同的生產(chǎn)能力，不同的產(chǎn)品有著不同的生產(chǎn)能力需求，若采用同一種生產(chǎn)任務(wù)分配模式，容易造成車間生產(chǎn)能力與完成計劃所需能力之間的不協(xié)調(diào)，直接造成車間生產(chǎn)現(xiàn)場混亂，且難以合理調(diào)整各工作中心的生產(chǎn)分配量。

MES中各系統(tǒng)間以及各控制層之間的信息必須要可以自由流動，為此需要在它們之間構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)。

目前常規(guī)的作法是在管理層(監(jiān)控層)與控制層之間通過工業(yè)以太網(wǎng)交換信息，控制層與現(xiàn)場設(shè)備層之間通過現(xiàn)場總線交換信息。為了避免不必要的通信轉(zhuǎn)換，控制系統(tǒng)的PLC最好具有進(jìn)行以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線(Profibus、DeviceNet等)通信的功能。變頻器最好具備對應(yīng)現(xiàn)場總線的通信接口。智能儀表等裝置最好具有現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)通信接口，如屬于某系統(tǒng)或與某系統(tǒng)關(guān)系緊密，也可在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行局域模擬量傳輸。如車間應(yīng)用了ProfiNet技術(shù)，通信將變得更簡潔，但目前汽車行業(yè)幾乎沒有應(yīng)用。

2.設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)檢測

在沒有使用MES系統(tǒng)之前，企業(yè)生產(chǎn)信息的獲取，只能通過人員填寫的報表反饋或者電話匯報，由于信息獲取的不及時，造成企業(yè)的管理層不能及時有效地下達(dá)管理指令，制約了管理措施的有效實(shí)施。

以便讓MES系統(tǒng)中的監(jiān)控計算機(jī)或人機(jī)界面能更形象準(zhǔn)確地顯示工藝設(shè)備整體及其各裝置的運(yùn)作狀態(tài)，現(xiàn)場控制系統(tǒng)必須對電機(jī)、水泵和傳感器等的運(yùn)作或通斷狀態(tài)進(jìn)行檢測和判斷。這就需要增設(shè)相應(yīng)的檢測元件，如編碼器，可直接檢測電機(jī)是否運(yùn)作；測距開關(guān)，可以檢測移動設(shè)備行進(jìn)距離；壓力開關(guān)，可以檢測是否過載；風(fēng)速儀，可以間接檢測風(fēng)機(jī)運(yùn)作與否；接近開關(guān)，可間接反映設(shè)備間同步狀態(tài)；電流表，可間接反映電機(jī)運(yùn)作狀態(tài)等。當(dāng)采用間接方式時，需配合軟件來實(shí)現(xiàn)其功能，例如，通過檢測電機(jī)運(yùn)作電流(不包括起動過程)可以間接判斷其是否處于運(yùn)作狀態(tài)。

3.參數(shù)檢測與控制

MES系統(tǒng)檢測與調(diào)整現(xiàn)場參數(shù)的功能主要靠以太網(wǎng)和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。為此，建議在現(xiàn)場PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間建立數(shù)字量或模擬量的參數(shù)傳遞通道，盡量不采用現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)直接通信的方式。以溫度測控為例，有很多種方案，目前比較流行的方案是直接通過PLC的本地或遠(yuǎn)程模擬量I/O直接檢測和控制。

MES系統(tǒng)通過對原材料、生產(chǎn)過程以及在用戶使用中的產(chǎn)品的整個生命周期進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和動態(tài)化的管理，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的管控和追溯。并通過持續(xù)不斷的改進(jìn)，幫助企業(yè)完善全面的質(zhì)量管理體系(TQM)，進(jìn)而有效控制生產(chǎn)成本。

4.工件或移動設(shè)備位置檢測

如上位系統(tǒng)要精確顯示工件或移動設(shè)備的行進(jìn)位置，控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)顯示對象的不同配置激光測距傳感器、編碼器或條碼開關(guān)等。激光測距傳感器可直接檢測設(shè)備的移動距離；編碼器方案是通過檢測輸出軸轉(zhuǎn)角的變化后再換算成位移的方法；條碼開關(guān)則是通過檢測條碼帶上條碼的變化來確定設(shè)備位置，條碼帶須沿設(shè)備移動路徑布置安裝。條碼帶的大致形狀。另外，當(dāng)精度要求不高時，為節(jié)省成本，也可根據(jù)公式s=vt計算移動距離。其中，s為移動距離，v為檢測或換算的設(shè)備實(shí)際運(yùn)作(旋轉(zhuǎn))速度，t為運(yùn)作時間。

如上所述，MES系統(tǒng)能否充分展示其強(qiáng)大的優(yōu)越性，很大程度上依賴現(xiàn)場控制系統(tǒng)的有效支撐。從另一角度考慮，MES對現(xiàn)場控制系統(tǒng)的新要求將極大地推動現(xiàn)場控制系統(tǒng)的改進(jìn)和完善。上述拓展功能就是在MES的啟發(fā)下構(gòu)想和體會出來的，但也并非完全局限于MES框架內(nèi)。

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