淺談工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集

　　工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集原則

　　目的性。在做設(shè)備的數(shù)據(jù)采集之前，先要明確所要采集的數(shù)據(jù)是否具有可觀的價(jià)值。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)其實(shí)已經(jīng)有很多的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)了，SCADA、HMI什么的也都是應(yīng)用很廣泛了，但是，其中又有多少數(shù)據(jù)被充分的分析，挖掘其潛在的價(jià)值的呢?

　　大部分情況是，采集了數(shù)據(jù)后并不知道怎么去利用。國(guó)內(nèi)大部分的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)還處在解決生產(chǎn)過(guò)程可見性的階段，能夠先把數(shù)據(jù)采集上來(lái)是當(dāng)務(wù)之急，至少能夠?qū)崟r(shí)地了解到現(xiàn)場(chǎng)都發(fā)生了什么。在智能制造背景下，要將目光放長(zhǎng)遠(yuǎn)，在做數(shù)據(jù)采集之前，盡可能地多去思考一下什么樣的數(shù)據(jù)對(duì)我們的業(yè)務(wù)改進(jìn)幫助最大，這樣也許會(huì)讓我們?cè)跀?shù)據(jù)采集方面的投資回報(bào)率更好看一些。

　　經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集，很多人第一個(gè)想法就是裝傳感器。不管什么樣的項(xiàng)目，我們首先需要考慮的是投資回報(bào)率的問(wèn)題，裝傳感器的方式可能是投資最大的一種。因此，做設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集，一定要結(jié)合我們的數(shù)采目標(biāo)，充分利用設(shè)備的現(xiàn)有條件(比如，設(shè)備已經(jīng)具備的上位機(jī)系統(tǒng)、已經(jīng)具備的通訊協(xié)議等)用最經(jīng)濟(jì)高效的方式來(lái)做數(shù)采技術(shù)路線的設(shè)計(jì)。

　　工業(yè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備分類：有上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備(設(shè)備自帶的監(jiān)控系統(tǒng))、基于TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備、基于非TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備、不具備通訊接口的設(shè)備

　　自動(dòng)化生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集

　　自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集方法主要是通過(guò)Web系統(tǒng)、生產(chǎn)線工作站系統(tǒng)、OPC服務(wù)器等配置對(duì)生產(chǎn)線上的各個(gè)設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)將有效數(shù)據(jù)采集倉(cāng)儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。這對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)線、工作流程、工序參數(shù)、設(shè)備類型、設(shè)備參數(shù)、OPC服務(wù)、通訊協(xié)議的全方位設(shè)置、管理。

　　如需增加設(shè)備，只要在中心管理系統(tǒng)增加相應(yīng)的設(shè)備類型，配置好相關(guān)的采集參數(shù)即可，可有效節(jié)約成本;生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)緩存交互數(shù)據(jù)，不直接和數(shù)據(jù)庫(kù)交互，極大的提高了數(shù)據(jù)采集的性能;通過(guò)心跳檢測(cè)程序，實(shí)時(shí)反饋生產(chǎn)設(shè)備的異常，保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)完整性。

　　一種自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，其包括如下步驟：

　　1.根據(jù)自動(dòng)化生產(chǎn)線上各種設(shè)備的不同協(xié)議類型，將支持OPC相關(guān)協(xié)議的設(shè)備與OPC連接;將支持COM開放協(xié)議的設(shè)備與生產(chǎn)線工作站系統(tǒng)中的串口交換機(jī)連接;將支持TCP開放協(xié)議的設(shè)備與生產(chǎn)線工作站系統(tǒng)中的網(wǎng)口交換機(jī)連接;

　　2.通過(guò)Web系統(tǒng)配置生產(chǎn)線的全局屬性;

　　3.生產(chǎn)線工作站系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)從Web系統(tǒng)中同步本生產(chǎn)線所有相關(guān)配置，并存入緩存;

　　4.生產(chǎn)線工作站初始化時(shí)，根據(jù)設(shè)備在Web系統(tǒng)的協(xié)議類型，連接每個(gè)設(shè)備，并啟用OPC監(jiān)聽、TCP監(jiān)聽或COM監(jiān)聽。對(duì)于“基于TCP/IP通訊協(xié)議”，比較常用的有OPC Classic、Siemens S7、Modbus-TCP等通用協(xié)議，也有設(shè)備廠商自行定義的私有協(xié)議。這些協(xié)議的特點(diǎn)是都是基于TCP/IP協(xié)議簇，只是應(yīng)用層協(xié)議不同。采用這些協(xié)議的設(shè)備一般都會(huì)有RJ45的接口，也就是以太網(wǎng)口，都可以直接通過(guò)以太網(wǎng)接入到車間網(wǎng)絡(luò)中。對(duì)這些設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，我們需要做的就是對(duì)上述協(xié)議的解析。對(duì)于OPC等通用協(xié)議，已經(jīng)有很多成熟的SCADA產(chǎn)品可以利用，近些年，也有很多開源框架、商業(yè)化的組件可以應(yīng)用，比如Eclipse neoSCADA，Kepware等等，都能夠在完成上述協(xié)議的解析的同時(shí)，將其轉(zhuǎn)換為一些IT領(lǐng)域常用的接口(RESTful API)，方便其他信息系統(tǒng)的對(duì)接。

　　5、將監(jiān)聽到的每個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)寫入工作站數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　設(shè)備數(shù)據(jù)分析

　　人們可以通過(guò)多種查詢工具可以快速查詢生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、相關(guān)歷史數(shù)據(jù)。給管理人員重要決策提供有效數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?？梢詫?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比較，可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過(guò)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析沒(méi)太機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)率，故障時(shí)間累計(jì)以及車間設(shè)備總體利用率。系統(tǒng)可以提供柱狀圖、餅圖、報(bào)表等分析工具，展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。自動(dòng)統(tǒng)計(jì)每天限的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，可以按照不同的班組、時(shí)間段等多種條件進(jìn)行綜合查詢。

　　同時(shí)對(duì)于設(shè)備的故障管理也可以進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)記錄，比如不同的設(shè)備及其臺(tái)號(hào)，故障類型、時(shí)間段等多種條件進(jìn)行歷史查詢賽選。這樣可以進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢，更好的幫助技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)備故障原因分分析，提高問(wèn)題解決效率。

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