总部位于佛罗里达州坦帕市的Gerdau Ameristeel Corp.。是北美第二大小型炼钢生产商和钢铁回收商，年生产能力超过1000万吨炼钢成品。该公司目前有11个小型工厂运行一个名为QMOS (Quad Mill Operation system)的制造执行系统(MES)，该系统来自加拿大安大略省多伦多的Quad Infotech公司，该系统与该公司的Oracle企业资源规划(ERP)系统相连接。
虽然QMOS监督ERP系统的信息管理，但它严重依赖缅因州波特兰的Kepware技术公司的KepServerEX来管理分布在整个工厂的各种可编程逻辑控制器(plc)。KepServerEx依赖于OPC(一种开放的通信标准)来实现来自各种供应商的产品之间的通信。
“我们有各种不同的plc——几乎所有平台都有——西门子、艾伦-布拉德利、通用电气等。我们正在努力变得更加标准化，但每个迷你工厂都有自己的一套plc。使用KepServerEX的巨大优势在于，它的驱动程序能够连接到所有plc，而不管它们的单独规格如何，”Gerdau Ameristeel的应用架构师Jason McGill说。
熔化和卷
在该公司位于佛罗里达州杰克逊维尔的总部。在美国，轧钢厂有两项主要业务——轧钢厂和熔体车间。还有一台碎纸机，它可以把大型物体——比如汽车和其他大型金属——粉碎，这样它们就会融化得更快。该厂每小时熔化和轧制约90吨钢材，相当于每年生产75万辆汽车。
Jacksonville轧机的操作监控了大约13,000个输入/输出(I/O)点，熔体车间还有另外10,000个点，通过KepServerEX从plc获取了总共23,000个I/O。“我们只完成了一半的目标，”该工厂的改进促进者贾罗德·帕罗塔(Jarrod Parrotta)说。“我们的目标是在4万到5万个I/O点之间。”
目前在杰克逊维尔工厂有四台Wonderware服务器，两台在轧钢厂，两台在熔体车间。这些服务器由位于德克萨斯州普莱诺的英维思运营管理公司(Invensys Operations Management)提供，采用冗余配置，运行瘦客户机。工厂使用的是Factory Focus，这是Wonderware InTouch的只读版本。
瘦客户端安装在某些管理人员的桌面上，这些管理人员需要更细粒度的特定操作信息视图。过程数据由KepServerEX通过另一款Kepware产品LinkMaster收集。LinkMaster允许Gerdau员工轻松地链接来自多个数据源的数据，并提供了一种将来自多个供应商的系统集成到单个操作解决方案中的简单方法。在这种情况下，KepServerEX将数据传递给QMOS和Factory Focus。
“按照目前的系统配置，我永远不会让任何东西通过防火墙。通过防火墙使用两个Kepware服务器，我可以提供安全控制功能，并限制流程网络上的流量，”Parrotta指出。
Gerdau Ameristeel使用的19台PLC来自大约5家不同的PLC供应商，主要是通用电气和罗克韦尔自动化。根据Parrotta的说法，问题的出现是由于可扩展性问题。该公司想增加额外的Wonderware终端，并发现PLC扫描率被征税，变得太慢了。“随着我们增加更多的终端，我们的一些过程接近其扫描周期的极限。这导致了我们的数据问题，”帕罗塔说。“我们从plc提取数据的Wonderware客户端运行速度很慢，以至于他们没有报告他们需要报告的内容，并且会停止与其他客户端通信-完全跳过扫描周期。”
使用KepServerEX，该公司能够通过将所有通信集中到一台服务器来解决这个问题。帕罗塔解释说:“我们没有让五六个客户从它那里提取数据，而这大部分是重复的，我们有一个Kepware服务器，客户从该服务器提取数据。”
为了提供额外的铣削和轧制操作的智能，杰克逊维尔工厂集成了一个历史记录作为一个单独的独立系统。“我们一直在收集数据，所以我们决定创建一个历史档案。我们的历史记录软件将客户直接拉到Kepware。当QMOS问世时，我们已经万事俱备，所以它只是一个简单的即插即用。”
解决任何事情
目前，杰克逊维尔的工作人员正在记录他们所有的标签。如果运营商遇到问题，他们可以逐字逐句地追踪到问题的最微小的细节。根据Parrotta的说法，由于所有的物理I/ o都被记录下来，公司用户可以通过Wonderware界面在技术上重新创建操作员所做的任何事情。“我们几乎可以追踪任何东西，找出是人为失误，还是传感器失灵。只要我们记录了每个I/O，我们就可以排除任何问题。
从ERP系统接收计划后，QMOS涵盖了轧钢厂和熔体车间的计划、排程和生产管理。它管理着从接收客户订单、制定生产计划和管理钢材需求到生产钢坯、捆绑、包装和将半成品或成品运送给客户的整个过程。
“QMOS找出产品所需的成分。这些订单的配方存在于QMOS和Wonderware中。QMOS正在跟踪过程中的每一步。它跟踪所有关键的操作参数，例如，安培，压力，千瓦时，时间启动/停止(通过Kepware从plc关闭事件)。当这些事件发生时，我们将我们正在制作的产品从一个工位移动到下一个工位，触发并跟踪PLC事件。这些都记录在Kepware中。随着事件的发生，它们作为批处理的一部分从阶段A移动到B，再移动到C。所有这些都在QMOS MES系统内进行跟踪。
“QMOS正在将数据和标签传递回Kepware，我正在使用该数据触发Wonderware自动加载所需的配方。我们正朝着自动加载食谱的方向发展。它仍然由Wonderware处理，但正在通过Kepware从QMOS获得信号。我们从另一端的Oracle数据库中提取特定参数的数据，并将这些数据发送给KepServerEX，以管理PLC的标签。”
遇到了挑战
在杰克逊维尔工厂，Kepware提供plc, QMOS, Wonderware和IBM历史机之间的连接。操作分为两个领域，工厂车间/过程端和公司端。Oracle ERP驻留在公司域中，而Wonderware、plc和历史记录驻留在过程域中。QMOS和Kepware横跨在过程端和公司之间，因为QMOS通过Kepware的通信传递了公司和过程人员都使用的数据。在流程端有两个冗余的kepserver，在公司端有另外两个。工厂将KepServers作为模拟模块运行，这些模块充当客户端，而无需安装任何额外的驱动程序或许可证。
根据帕罗塔的说法，杰克逊维尔工厂面临的两个主要挑战是解决plc负担过重的问题，以及管理来自公司和流程域的网络流量。他说:“由于KepServerEx能够读取各种plc，它帮助我们克服了这两个挑战。
