本文结合炼铁制造执行系统的实现方法和采用的开发工具，并通过比较两种方法：即采用关系数据库、实时数据库和通讯组件，提出了采用基于SOAP协议的XML Web Services实现方式，成功地完成了炼铁制造执行系统与控制系统之间信息的转换和沟通。
    1 前 言
    钢铁企业中的信息系统与控制系统一般分为4级，其中1级为基础自动化系统，2级为过程控制系统（PCS），3级为分厂（车间）生产制造执行系统 （MES），4级为企业资源计划管理（ERP）。炼铁制造执行系统属于3级计算机系统，是面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES强调控制与协调，以生产综合指标为目标的生产过程优化运行、优化控制与优化管理技术为核心，着眼于整个生产过程管理，考虑生产过程的整体平衡，注重生产过程的运行管理，注重产品和批次，以分钟和小时为单位跟踪产品的制造过程，从而实现从PCS层的毫秒和秒级信息到ERP层的日、月、周信息之间的转换和沟通，在PCS 和ERP之间架起了一座桥梁，填补了两者之间的鸿沟，完成过程信息与管理信息的双向集成。炼铁制造执行系统要完成设计的功能，重点集中在与控制系统的信息交换和实时信息如何及时通过应用服务器和WEB服务器传送到客户端中。下面通过两种信息交互方式的比较，结合炼铁制造执行系统的实现方法和采用的开发工具，提出采用Web Services方式来实现与控制系统的通讯。
    2 炼铁制造执行系统的实现方法
    炼铁制造执行系统是采用Miscrosoft Visual Studio. net开发的C/S/S和B/S/S相结合的三层服务系统结构，由四个模块构成：客户端、WEB服务器、应用服务器和数据库服务器。其系统结构如图1所示。

    图1 炼铁制造执行系统结构

    客户端应用程序主要是提供图形用户界面、负责处理用户与计算机之间的交互，包括信息的输入以及部分验证，向应用服务器和WEB服务器提出请求、提交信息以及数据显示等。采用浏览器方式时，用户通过IE浏览器达到访问服务器的目的，IE浏览器首先向服务器中的Web服务层提出URL请求；而Web服务层又通过HTP协议向浏览器传递数据，通过IE浏览器显示出来。
    WEB服务器存储着WEB页面，响应客户端请求，支持动态数据交换，并与应用服务器进行通信。它通过配置IIS服务器来连接客户端和应用服务器，负责接受来自客户端的IE浏览器的URL请求，并据此请求去检查Web站点的开闭及配置情况，从而登录到虚拟目录中寻找相应的Web程序服务，然后将来自客户端的 Fonn信息发送到应用服务器，然后，它又将应用服务器返回的处理结果，通过HTP协议向IE浏览器传递。
    应用服务器是整个系统实现的核心，负责全部的具体业务和应用逻辑处理，包含一系列实现特定功能的组件，如XML Web Services，通信中间件，采集控制信息的组件（OPC等），应用服务器对收集来的各种信息进行分析并存储到数据库服务器上，同时根据需要将响应用户需求返回的数据查询信息和命令结果信息传送到客户端去。本系统采用ASP. NET程序，应用服务器是通过ADO. NET来访问数据库层的。
    数据库服务器是企业的数据存储与处理中心，负责整个系统的信息数据维护，提供信息数据的存储与管理，它通过数据库管理系统来实现。根据系统的可靠性、安全性要求，选用Unix系统下的Oracle9i。
    系统中的应用服务器和WEB服务器是主要组成部分，前者面向数据收集和信息处理与传递，后者面向用户，负责用户界面的显示和响应用户需求。系统与低层设备之间通过设备信息采集与传送服务器来上传和下发控制信息，设备信息采集与传送服务器是基于OPC技术的，应用服务器中还包括可以与其通信的组件，设备信息采集与传送服务器读取低层的设备信息，数据存储在数据库文件和XML文件中。
    3 两种信息交互方法
    3.1 采用关系数据库和实时数据库
    此方式底层数据库采用关系数据库和实时数据库，前者存储固定数据和系统数据，后者存储不断变化的设备临时数据。WEB服务器接到用户请求通过WEB服务器读取关系数据库和实时数据库中信息，再将信息送入客户端，这是一种被动的方式，必须用户主动提出请求才刷新数据，而且在制造执行系统的快速反应功能的实现上有缺陷。
    3.2 采用通讯组件
    采集的底层数据经由通讯组件送到应用服务器中，应用服务器首先对数据进行处理和判断，再存储到数据库中，其中对制造执行系统的系统运行产生影响的数据将暂时存储于应用服务器中，然后将这些数据提交给用户，并辅助用户进行处理和响应。
    3.3 两种方式比较
    显然第一种实现较简单，但功能方面要弱于第二种方式。第二种方式中通过在应用服务器中实现基于XML的服务这种分布式应用来实现控制信息传递，这样客户端可以使用标准Internet协议从任何平台与应用服务器进行通讯，可以通过控制信息交互服务组件实现与负责采集设备信息（通过OPC）的计算机的通讯，使用基于TCP协议的SOCKET连接直接获取信息，也可在WEB服务组件中通过实现按OPC标准编写的OPC接口来读取OPC服务器中的信息。由于炼铁制造执行系统采用Microsoft Visual Studio.NET平台开发，因此采用基于SOAP协议的XML Web Services来实现。
    4 基于SOAP协议的XML Web Services实现方式
    在Microsoft Visdio. NET平台下实现上述第二种方式。客户端首先向WEB服务器发出页面申请，WEB服务器将编译过的ASP. NET的WEB窗体页面发给用户，用户通过在本地运行于IE中的WEB窗体页面调用XML Web Services，实现与应用服务器的实时通讯。ASP. NET Web窗体创建一个XML Web Services客户端代理类，该代理类公开XML Web Services的方法，并处理在XML Web services和应用程序之间往返的适当参数封装。客户端和XML Web Services使用SOAP消息进行通讯，SOAP消息将输入和输出参数封装为XML。对于XML Web Services客户端来说，代理类处理将参数映射为XML元素，然后通过网络进行发送SOAP消息等这些工作。SOAP的分布式应用结构见图2。

    图2 SOAP的分布式应用结构

    5 结 语
    炼铁制造执行系统采用基于SOAP协议的XML Web Services方式与控制系统进行信息交互，成功地将从产品级（基础自动化级）取出，穿过操作控制级的数据信息送达管理级，通过连续信息流来实现企业信息全集成，使炼铁制造执行系统成为一个能使生产计划真正落实到实处的执行系统。

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