浅谈工业生产现场数据采集

       工业生产现场数据采集原则

　　目的性。在做设备的数据采集之前，先要明确所要采集的数据是否具有价值。工业现场其实已经有很多的数据采集系统了，SCADA、HMI都已经得到广泛应用，但是，其中又有多少数据被充分的分析，挖掘其潜在的价值的呢?然而大多数情况是采集了数据后并不知道如何运用。国内大部分的工业现场还处在解决生产过程可见性的阶段，能够先把数据采集上来是当务之急，至少能够实时地了解到现场都发生了什么。在智能制造背景下，要将目光放长远，在做数据采集之前，多思考哪种数据对我们的业务改进帮助最大，这样也许会让我们在数据采集方面的投资回报率更大一些。

　　经济性。对于工业现场的数据采集，很多人第一个想法就是装传感器。不管什么样的项目，我们首先需要考虑的是投资回报率的问题，装传感器的方式可能是投资最大的一种。因此，做设备层的数据采集，一定要结合我们的数采目标，充分利用设备的现有条件，用最经济高效的方式来做数采技术路线的设计。

工业数据采集设备分类

有上位机系统的设备(设备自带的监控系统)、基于TCP/IP通讯协议的设备、基于非TCP/IP通讯协议的设备、不具备通讯接口的设备。

　  自动化生产线数据采集

      自动化系统设备数据采集系统采集方法主要是通过Web系统、生产线工作站系统、OPC服务器等配置对生产线上的各个设备的生产数据进行监控。同时将有效数据采集仓储在数据库中。这对整个生产系统进行生产线、工作流程、工序参数、设备类型、设备参数、OPC服务、通讯协议的全方位设置、管理。

　　 如需增加设备，只要在中心管理系统增加相应的设备类型，配置好相关的采集参数即可，可有效节约成本;生产过程中通过缓存交互数据，不直接和数据库交互，极大的提高了数据采集的性能;通过心跳检测程序，实时反馈生产设备的异常，保证生产数据完整性。

　　一种自动化生产线设备数据采集方法，其特征在包括如下步骤：

　　1.根据自动化生产线上各种设备的不同协议类型，将支持OPC相关协议的设备与OPC连接;将支持COM开放协议的设备与生产线工作站系统中的串口交换机连接;将支持TCP开放协议的设备与生产线工作站系统中的网口交换机连接;

　　2.通过Web系统配置生产线的全局属性;

　　3.生产线工作站系统启动时从Web系统中同步本生产线所有相关配置，并存入缓存;

　　4.生产线工作站初始化时，根据设备在Web系统的协议类型，连接每个设备，并启用OPC监听、TCP监听或COM监听。对于“基于TCP/IP通讯协议”，比较常用的有OPC Classic、Siemens S7、Modbus-TCP等通用协议，也有设备厂商自行定义的私有协议。这些协议的特点是都是基于TCP/IP协议，只是应用层协议不同。采用这些协议的设备一般都会有RJ45的接口，也就是以太网口，都可以直接通过以太网接入到车间网络中。对这些设备的数据采集，我们需要做的就是对上述协议的解析。对于OPC等通用协议，已经有很多成熟的SCADA产品可以利用，近些年，也有很多开源框架、商业化的组件可以应用，比如Eclipse neoSCADA，Kepware等等，都能够在完成上述协议的解析的同时，将其转换为一些IT领域常用的接口(RESTful API)，方便其他信息系统的对接。

　　5、将监听到的每个设备数据写入工作站数据库。

　　设备数据分析

　　人们可以通过多种查询工具,快速查询生产实时数据、相关历史数据。给管理人员重要决策提供有效数据基础。可以对数据进行横向比较，可以对历史数据进行分析。通过系统统计分析机器的运转率，故障时间累计以及车间设备总体利用率。系统可以提供柱状图、饼图、报表等分析工具，展现现场设备运转统计分析数据。自动统计每天产量数据，可以按照不同的班组、时间段等多种条件进行综合查询。

　　同时对于设备的故障管理也可以进行相关数据记录，比如不同的设备及其台号，故障类型、时间段等多种条件进行历史查询筛选。这样可以进行历史数据查询，更好的帮助技术人员进行设备故障原因分析，提高问题解决效率。