一. 背景

       在新基建的浪潮下，企业的自动化水平程度不断提升，企业的生产装置设备从手工、半自动等状态逐步向全自动生产装置升级。从企业的管理角度来说，要打通生产管理与车间自动化信息流。不仅要将生产指令要求下发至生产线自动化设备，还需要自动采集实际生产数据，并对自动化设备进行监管及过程数据的分析。

       所以，企业在建设MES系统时，需要考虑与自动化的深度集成。但企业的自动化产线设备往往会涉及到多个厂商、不同型号的自动化系统，因此MES的集成能力及稳定性对生产运营管理至关重要。

二. 西门子数字化解决方案

        西门子OpcenterEXPR是适用于食品饮料及流程行业的MES套件，除满足其行业生产业务特点外，还有强大的自动化集成能力。该MES系统与自动化控制系统可以深度集成，实现从生产工单的下发，至生产过程数据的自动采集，再到自动化设备的监控和分析，实现了ERP层、MES层、过程控制层的纵向闭环贯通。

西门子自动化控制系统在全球具有大量的应用和部署，西门子Opcenter EXPR在与西门子自己的自动化控制系统集成具有天然的优势。不论是西门子的PLC控制系统，还是西门子的Wincc系统，以及西门子的批量配方控制系统（SIMATIC BATCH）等，都能够实现无缝的集成。同时西门子的Opcenter EXPR产品具有内置化的配置工具和通讯通道，确保系统间集成稳定和数据传输的可靠。

与Batch系统集成

        食品饮料及流程行业中，大部分生产流程是按照批量配方式生产模式。很多企业也建设了批处理控制系统。这里重点介绍西门子MES与西门子批量配方控制系统（SIMATIC BATCH）集成的能力。当过程控制系统有SIMATIC BATCH时候，Opcenter EXPR就直接与该系统对接，至于底层的过程控制由SIMATIC BATCH负责执行。所以，Opcenter EXPR就通过如下方式来与控制系统实现同步。    

         西门子OpcenterEXPR系统通过批次任务来关联一种特定类型的自动化任务，可读取和设置SIMATICBATCH主配方及其参数。OpcenterEXPR可让管理西门子批次任务及其参数，以便执行SIMATIC BATCH主配方。为了保证配方保密性，OpcenterEXPR 提供专门的连接器SITBIL实现与SIMATICBATCH集成，确保生产工艺参数及配方的保密性。

         另外，系统通过建立信号触发机制，使Opcenter EXPR和SIMATIC BATCH可以互相监测当前状态和执行结果，实现现场操作、中控室以及管理层的信息实时同步

与Wincc系统集成

        Wincc系统目前也是食品饮料行业比较常见的集成对象，西门子OpcenterEXPR也有专门针对Wincc上位机的集成交互。Opcenter EXPR通过OPC UA（Unified Architecture，统一架构）来进行集成。OPCUA是下一代OPC标准，通过提供一个完整的，安全和可靠的跨平台的架构，以获取实时和历史数据。

       Opcenter EXPR 通过OPC UA与西门子Wincc上位机进行集成，实现生产工单从MES系统下发至Wincc系统。Wincc系统接收到生产工单后，跟进实际工况进行生产工单的执行确认，生产执行过程中参数同步至MES系统中。

与PLC系统集成

      也有部分企业的产线设备没有Wincc或上位机系统，OPcenter EXPR可以直接与PLC系统进行集成。如果是西门子S7系列的控制系统可以直接与Opcenter EXPR进行链接。其他PLC系统可以通过OPC UA的方式与OPcenterEXPR进行集成。针对不同的控制系统，OpcenterEXPR提供不同的功能组件与其集成，对于PLC部分，通过自动化网关这个功能组件。

西门子Opcenter EXPR自动化网关具有完整的配置化界面，快速链接需要集成的PLC信息。对于产品较多的情况下，也可以根据管理需求进行分组，按照不同的自动化通道来管理与MES集成的PLC。

三. 方案优势

         综上所述，西门子Opcenter EXPR与自动化控制系统可以进行深度的集成，通过这种深度集成大大提高了生产执行效率和生产业务的协同，也为生产执行过程的透明化和实时化的管理奠定基础。西门子OpcenterEXPR与自动化控制系统深度集成优势主要体现在以下几个方面：

Ø  西门子Opcenter EXPR与西门子的控制系统（如SIMATIC BATCH、Wincc、S7）有专门的集成通道和加密工具，确保系统集成可靠、稳定。

Ø  西门子Opcenter EXPR 采用主流的通讯协议OPC UA，实现与过程控制系统的集成，可以具有很好的扩展性和维护性。

Ø  西门子Opcenter EXPR具有自动化网关应用程序，不仅可以方便管理和维护与控制系统的集成接口，而且可以对不同车间和产线的控制系统进行分组管理。

Ø  西门子Opcenter EXPR可以下发工单信息至过程控制系统，并可以自动采集生产过程及执行结果信息，实现MES与控制系统的信息数据闭环。