從去年年底以來陸續接觸了有關自動化、信息化的一些知識，給我感觸最深的便是編程的應用場景是廣闊無邊的，沒有你做不到只有你想不到的，有人說程序員好比上帝，這句話一點不假，程序可以改變世界，而懂編程的人則可以創造世界。
什麼是MES系統
MES系統全稱 “Manufacturing Execution System”即製造執行系統，這裏我援引百度百科的有關介紹，他是一套面向製造企業車間執行層的生產信息化管理系統。MES可以爲企業提供包括製造數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、工作中心/設備管理、工具工裝管理、採購管理、成本管理、項目看板管理、生產過程控制、底層數據集成分析、上層數據集成分解等管理模塊，爲企業打造一個紮實、可靠、全面、可行的製造協同管理平臺。他與我們所接觸的常規業務系統（例如CRM，OA，WMS）最大的區別便是數據來源完全不同，業務系統更關注的是業務，數據大多數由用戶日常業務操作產生，即用戶是數據的產生和操作方，而MES則不同，它除了日常的業務操作數據之外，更多的是經由自動化設備產生的大量實時數據，既然是自動化設備的數據那麼就一定有數據採集，數據分析，數據建模，數據處理。所以無論從系統的技術涉及領域還是複雜程度上，他都有極高的研究價值，在接下來的博客中，老黃將從基本認識，通信原理，到技術實現，整體架構來和大家分享我對這個系統的理解和認識。
數據獲取原理
在講解數據獲取原理的時候我要先說一下我所瞭解到的工業常見的通信協議和通信方式（後邊我會專門出專題詳細講解工業通信協議的原理），首先我要講的是串口通信，串口通信我們常見的爲RS232以及RS485（老黃其實本科學的是電子信息工程、嵌入式更偏向硬件，自動化），在“蠻荒”時代（有線時代），上位機與下位機的通信方式都是通過串口進行有線連接，然後進行數據交互的，232與485的優劣我們大多數是從全雙工、半雙工以及二者的傳輸距離進行衡量對比的，詳細的內容我會再後邊專門出一個串口通信的專題，所有這些我們又稱爲COM通信，在這些通信中我們必須要知道這樣幾個重要參數：波特率，數據位，停止位，奇偶校驗位。串口通信繼續發展，PLC便有了光口也就是擁有了基於TCP/IP通信的功能（以太網），比如西門子S7系列，這樣我們通過構建內部網絡便可以讓所有具備上網功能的PLC設備入網，但在大多數工廠中由於設備更新慢，有大量遺留的沒有光口的老設備，他們只有基於串口通信的COM接口，這個時候就有了一種新的設備串口設備聯網服務器，如下圖，通過該設備可以將COM接口轉換爲以太網接入網絡，該種類型的網絡有以下工作模式RealCom以及TCP/IP模式，設備接入之後
，便有了固定的IP地址，我這裏舉一個數據採集的例子，比如山特UPS核心數據的獲取，我們通過NPort5100A將UPS接入網絡之後便可通過JAVA網絡編程獲取設備數據信息（不同的UPS型號對應的獲取方式不同，有一種是類似Http握手的方式獲取數據的，需要先發送指令）。
MES數據採集的核心----軟網關
網關服務器這裏指的就是對所有入網設備的一個抽象集成，我們知道在PLC領域有兩大家“施家”和“西家”，他們各自都有自己的通信協議，在數據採集的實現過程中我們更希望的是有一種能夠兼容所有終端通信協議的軟件完成採集，並對外提供一種統一的協議實現數據的利用，完成這項使命的就是我要講的軟網關。比如KeepWare，KeepWare的基本原理就是他通過配置現場已經入網的PLC點位信息實現數據採集（兼容所有品牌的PLC），然後通過統一的OPC協議供外界訪問實現配置的所有PLC設備的數據，簡言之他就好比一個橋樑，下層兼容所有品牌不同通信協議的PLC設備，完成下層設備配置之後完成大統一，以OPC的方式供外界訪問，OPC的話支持兩種一種是OPCDA另外一種則是OPCUA。
完成底層設備的配置之後一方面可以通過OPC編程進行開發讀取不同PLC的點位數據進行數據分析，數據建模處理，另外可以通過KeepWare中的DataLogger與SqlServer數據庫進行配置實現數據的獲取，當然利用WonderWare的InSQl實時數據庫也可以完成設備數據的採集。對數據建模分析之後，便可以通過調用針對WEB應用對應關係型數據庫的WebService接口來傳輸處理後的數據並對應用層數據進行CRUD，所以MES系統的核心驅動便是底層的數據以及基於該數據的數據建模、數據分析，邏輯判斷的程序（一雙無形的驅動MES運行的手）。
MES系統整體數據交互原理
MES系統的總體數據通信原理如下：首先是底層設備的數據獲取，數據獲取分兩類一是PLC設備這類設備需要通過工業軟網關KeepWare進行相應點位信息的配置，另外一類是儀表類設備，這類設備一般沒有PLC，該類設備的數據獲取是通過網絡編程基於Socket套接字進行直接獲取。完成了第一步之後，一方面可以通過OPC編程直接獲取軟網關對應PLC設備的數據，對於接入到實時數據庫的數據一般這是通過ODBC編程進行實時數據的獲取。完成數據獲取之後便是數據建模，數據分析，邏輯判斷，這些程序必須時刻保持運行，完成對現場設備數據實時的判斷處理，處理完成之後通過調用WebService接口將處理的結果傳遞給Web應用層。Web應用層通過Ajax實時輪訓的方式監聽對應的數據庫表格，根據最新的數據狀態更新頁面，實現Web實時數據展示。