在智能制造加速推进的背景下，制造执行系统（MES）作为连接企业计划层（ERP）与控制层（PLC/SCADA）的核心枢纽，承担着生产调度、过程监控、质量追溯与设备管理等关键职能。而传统上仅用于物理防护的安全光幕，正逐步从“被动安全装置”向“主动信息节点”转型。通过将其运行数据与MES系统深度集成，企业不仅能提升产线安全性，更能实现对人机交互、作业节拍与设备状态的精细化管理，构建更智能、透明的生产体系。
一、集成需求与挑战
在自动化车间中，安全光幕广泛应用于机器人工作站、冲压机、装配线等人机协作区域，其核心功能是检测人员进入危险区并触发停机保护。然而，传统安全光幕仅通过硬接线将“安全/非安全”信号传递给PLC，信息维度单一，无法反馈设备状态、故障原因或操作行为。这导致MES系统难以获取真实的人机交互数据，影响生产分析的完整性。例如：无法统计因人员干预导致的停机时长，难以追溯安全事故根源，也无法优化人机协同效率。
二、数据集成技术路径
为实现安全光幕与MES系统的高效对接，需采用分层架构与标准化通信协议，确保数据的实时性、完整性与安全性。
- 数据采集层：支持智能接口的安全光幕
选用具备IO-Link、Profinet或EtherNet/IP等工业以太网接口的智能安全光幕，可输出丰富的状态信息，包括：- 实时安全状态（正常/屏蔽/遮挡/故障）
- 设备型号、序列号与运行时间
- 故障代码（如光束污染、对准偏移）
- 屏蔽/消隐模式启用状态
- 控制与传输层：PLC/安全控制器作为中介
安全光幕首先接入安全PLC或安全控制器，确保安全逻辑的独立性与合规性（符合IEC 62061、ISO 13849标准）。PLC通过OPC UA或Modbus TCP协议，将处理后的安全状态与诊断数据转发至MES系统，实现安全与生产数据的融合。 - 应用层：MES系统数据应用
MES接收数据后，可实现以下功能：- 停机分析：自动记录因安全光幕触发导致的停机事件，分类统计“人为干预”、“误触发”、“设备故障”等类型，辅助OEE（设备综合效率）分析；
- 电子作业指导书联动：当光幕处于屏蔽模式时，MES可弹出确认提示，确保操作合规；
- 质量追溯：在关键工位，结合光幕状态判断操作是否规范，增强过程可控性；
- 预防性维护：根据光幕报警频率与运行时长，自动生成清洁或校准工单，降低突发故障风险。
三、典型应用场景
- 在汽车焊装车间，机器人工作站的安全光幕数据接入MES，用于监控维修人员进出频次，优化维护排程；
- 在电子装配线，MES通过光幕状态判断操作员是否规范取放物料，提升作业标准化水平；
- 在食品包装线，结合光幕与视频监控，实现人机交互行为的数字化审计，满足GMP合规要求。
