工业互联网时代已经到来，

第四次工业革命的目标是工厂智能化

基于信息融合、大数据、物联网等

实现智能制造

然后是智能工厂

如何实现数据的智能采集和处理？

自动化、智能化的数据采集系统是现场自动化控制设备与管理层之间的信息纽带。工厂里有很多设备和不同的接口。如何实现设备与仪器之间的通信成为实现的难点。

实现MES的一个技术基础是与现场设备进行通信，实现自动化甚至智能化的数据采集。本文从通用设备通信入手，介绍工厂数据采集通信方案。

对于大多数行业来说，基本上可以分为预处理和包装两个过程。基本设备条件如下：

预处理控制系统属于过程控制系统。预处理设备的控制系统一般采用现场总线技术，形成分散控制、集中管理和监控的一体化管控模式，数据采集难度较低。

包装设备控制系统属于运动控制系统。包装设备供应商很多，很多设备使用专用控制器。技术不开放，数据采集接口复杂，是数据采集的难点。

质检仪器的相关接口比较简单原始。通常，检测仪器都配备有串行端口，用于输出测试数据。只要仪器制造商提供通讯协议，就可以实现检测仪器的数据采集。

在一般工厂中，电表多为机械表，需要改造为智能电表才能通信。

控制系统通讯

PLC/DCS通过工业以太网连接，实现设备层数据采集。基本优先级如下：中控系统>操作面板>PLC网口>PLC串口。具体建议如下：

1、控制系统采用工业以太网通讯。对于不能使用工业以太网通讯的，可以使用RTU通讯，转换成工业以太网通讯。

2、数据优先从中控系统上层软件系统中读取，也可以通过直接驱动从下层控制系统中读取。

3、对于已有以太网接口的PLC控制系统，如果可以增加以太网接口，可以通过增加以太网接口通过工业以太网接入。

4、对于没有以太网接口的系统，但可以添加额外的以太网端口，可以通过添加额外的以太网端口来使用工业以太网连接。

5、对于不能扩展以太网接口，但可以增加RTU通讯接口的设备，可以增加通讯接口，先通过串口通讯将数据采集到新增的数据采集PLC，然后通过PLC接口上传系统的以太网。新增的数据采集PLC需要以太网接口和串口。

6、对于不具备通讯采集能力的控制系统，可以考虑用带通讯接口的控制系统代替现有的控制系统，实现数据采集。

7、如果现有系统设备没有PLC控制系统，则需要将现有设备控制系统升级改造为带有通讯接口进行控制的PLC控制系统，然后自动采集数据即可实现。

注意事项

如果现有以太网接口的PLC控制系统采用现有以太网接口进行通讯，需要先修改所连接以太网设备的IP地址，再使用工业以太网接入。修改IP地址涉及的设备可能包括PLC控制系统、触摸屏、上位机、变频器、伺服驱动器等。

智能电表通信

智能电表的通信方案如下：

1、仪器要求为具有标准RTU通讯接口的智能仪器。如果现场测量仪器是模拟机械表，则需要先更换为智能电表。

2、带有RTU接口的智能电表先通过RS485屏蔽线连接，再通过TCP/IP网关转换后与系统连接。智能电表可以按地区和类型进行连接（例如，将电表连接到同一区域的电表，将水表连接到水表，不要将它们连接在一起）。为保证数据通信的稳定性和数据传输的实时性，一条通信总线上连接的仪器数量不应超过10台。

质检仪器通讯

质检设备的通信多为串口/并口和文件交互，本文不再赘述。

智能采集系统

在CPS系统中，设备的自我感知可以改变现有的被动采集，从而实现智能、自主的数据采集。自主和压力感知采集主要包括三个方面：

1、面向事件的获取策略。数据收集是根据不同的规则进行的。当设备处于稳定状态时，可以以较低的频率进行采集。在工况变化的情况下，采用高频次，扩大数据采集范围，及时掌握可能存在的风险。

2、以目的为导向的收购策略。当CPS怀疑某个关键部件状态异常时，为了确认和诊断故障，与该部件相关的传感器会增加采集频率。

3、面向设备健康的收集策略。当系统判断设备的健康状态正常时，会以相对较低的采集间隔和频率从一些数据源采集数据，以便及时发现设备健康状态的变化。只有当异常发生时，才采集故障诊断所需的数据，缩短数据采集间隔，从而更准确、及时地掌握设备健康状态的变化趋势。

典型的智能数据采集管理系统根据事件信息、活动目标和设备状态智能仪表，自动生成满足信息分析需要的数据采集控制信息，并将该信息传送给数据采集设备控制传感器的信息采集部分运行逻辑、机构模型、运行原理、运行目的、信号处理等所需的控制模型，即可检索到所需的数据。

制造企业只有软硬件完美结合，

利用智能信息系统结合智能硬件设备，

终于可以实现工厂智能化了。

购买入库

通过扫描提货单上的二维码或条码，在后台采集提货单号并匹配采购订单信息，自动抓取采购订单信息进行数量确认和收货，并实时上传到后台保存后的时间。

生产拣货

生产拣选物料时，可实时查看现有库存及库位，扫描库位二维码或条码，智能拣料。

生产和储存

生产完成后，输入的物料信息会自动带出库位信息，货物入库后，扫描库位上的二维码或条码进行智能入库。

销售和发货

在销售和发货时，通过扫描仓库位置上的二维码或条码，匹配物料和数量后进行智能发货。

库存

仓库盘点时智能仪表，使用PDA扫描仓库位置的二维码或条码，快速盘点。

简单的工作报告

扫描订单上的二维码，自动带出工艺信息并保持数量，轻松完成工作报告。

易于追溯

客户发现质量有问题的产品，用手机或二维码扫描设备扫描二维码，显示该产品的生产相关信息，如：公司、生产团队、操作员、检验员、日期制造。

经过信息化管理，

企业数据被快速收集和智能处理。

就像嘉亿时（）智能制造解决方案，

帮助企业搭建智能化管理平台，

提高企业生产效率，增加产能，避免失误，

通过快速、智能的工作方式增强管理能力

帮助企业实现流程的标准化、智能化，

最终实现工厂智能化。

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