目前，對(duì)工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集方式主要有兩種，包括自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集和人工數(shù)據(jù)采集。

1、工廠自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集往往依托于通訊條件比較好的生產(chǎn)設(shè)備以及各種傳感器的應(yīng)用。工廠生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、能耗、生產(chǎn)缺料智能監(jiān)控系統(tǒng)屬于自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)范疇，基于基于XL.SN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，采用環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、智能測(cè)控裝置、智能網(wǎng)關(guān)、監(jiān)控服務(wù)器、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變頻器等生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、儀器儀表能耗及生產(chǎn)缺料的無線采集、傳輸、預(yù)警監(jiān)測(cè)。

2、人工數(shù)據(jù)采集大多是作為自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集的補(bǔ)充方式或替代方式，適用于自動(dòng)化采集實(shí)現(xiàn)難度較大、經(jīng)濟(jì)成本較高的現(xiàn)場(chǎng)。

1、MDC系統(tǒng)（又稱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）是一套用來實(shí)時(shí)采集、并報(bào)表化和圖表化車間的詳細(xì)制造數(shù)據(jù)和過程的軟硬件解決方案。采用MDC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，并構(gòu)建一個(gè)車間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、管理所需的數(shù)據(jù)，工夾具裝備等資源信息的共享，它在整個(gè)制造環(huán)節(jié)中承擔(dān)著重要作用。

2、從上面的智能制造總體框架圖可以明顯看出MDC系統(tǒng)在其中的作用與地位。MDC技術(shù)是一種完全的1：N網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)將一臺(tái)物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過軟件虛擬化成多臺(tái)邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以解決不同種類、不同年代、不同品牌的生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)集成，是消除“信息孤島”實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化建設(shè)中生產(chǎn)過程數(shù)字化、智能化的有效工具。

工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容

1、在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，需要采集的信息類型主要包括人、機(jī)、料、法、環(huán)等如下幾種。

2、在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有各種各樣的生產(chǎn)及輔助設(shè)備，如各類加工設(shè)備（車床、銑床、加工中心），各類檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，下料設(shè)備，沖壓設(shè)備，運(yùn)輸設(shè)備，焊接設(shè)備，存儲(chǔ)設(shè)備等等，所有這些設(shè)備通訊接口形態(tài)，通訊協(xié)議類型等各不相同，為了滿足這些設(shè)備信息采集，就需要根據(jù)具體形態(tài)開發(fā)對(duì)應(yīng)通訊協(xié)議。

工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的方式—TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)模式

1、TCP/IP協(xié)議，是由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議與傳輸層的TCP協(xié)議組成。TCP/IP定義了電子設(shè)備如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。協(xié)議采用了4層的層級(jí)結(jié)構(gòu)，每一層都呼叫它的下一層所提供的協(xié)議來完成自己的需求。

2、隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控設(shè)備配置以太網(wǎng)功能已是大勢(shì)所趨，而以太網(wǎng)方式的信息采集內(nèi)容更加豐富，甚至可以做到遠(yuǎn)程控制，是未來CNC的發(fā)展方向。

目前各主要數(shù)控系統(tǒng)廠商，如FANUC、西門子、MAZAK、三菱等均配備了局域網(wǎng)口，并提供了大量與其他系統(tǒng)方便集成的接口，據(jù)此可以開發(fā)如下功能。

功能1：設(shè)備加工信息實(shí)時(shí)采集

通過局域網(wǎng)卡式的MDC網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)控設(shè)備程序運(yùn)行的開始/結(jié)束信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息、系統(tǒng)狀態(tài)信息、設(shè)備所有報(bào)警信息、程序運(yùn)行內(nèi)容、操作履歷數(shù)據(jù)、刀具/設(shè)備參數(shù)表、設(shè)備的實(shí)時(shí)坐標(biāo)信息、主軸功率、進(jìn)給、倍率、轉(zhuǎn)速等。

功能2：數(shù)控設(shè)備的加工限制

通過對(duì)數(shù)控設(shè)備的某些異常加工行為的及時(shí)限制，從事后檢查處理上升到事先預(yù)防，車間管理得到本質(zhì)提高，此功能對(duì)生產(chǎn)加工、設(shè)備安全、質(zhì)量控制有很大幫助。

①程序限制編輯

通過DNC網(wǎng)絡(luò)，鎖定設(shè)備上的程序編輯功能，無論設(shè)備端的程序?qū)懕Ｗo(hù)是否啟用，DNC網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)控系統(tǒng)中的程序變化，發(fā)現(xiàn)非法修改情況，立刻鎖住設(shè)備，防止非法加工。

②加工倍率限制隨意修改

通過DNC網(wǎng)絡(luò)，鎖定設(shè)備上的倍率開關(guān)，DNC網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)控系統(tǒng)的倍率開關(guān)的變化，發(fā)現(xiàn)非法修改情況，立刻鎖住設(shè)備，防止非法加工。

③強(qiáng)制換刀

通過DNC網(wǎng)絡(luò)，可以限制刀具的超壽命試驗(yàn)，當(dāng)DNC系統(tǒng)檢測(cè)到刀具的使用壽命超過系統(tǒng)的設(shè)置數(shù)值，DNC系統(tǒng)立刻鎖住數(shù)控設(shè)備。

④限制加工

通過DNC系統(tǒng)，可以限制工件不良品的加工，將DNC與SPC聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)DNC系統(tǒng)檢測(cè)到某一個(gè)尺寸超過了系統(tǒng)的設(shè)置值時(shí)，或有尺寸不良趨勢(shì)時(shí)，DNC系統(tǒng)立刻鎖住數(shù)控設(shè)備，以防止批量不良。

工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的方式—普通以太網(wǎng)模式

1、除了上述具備以太網(wǎng)開發(fā)包的數(shù)控設(shè)備外，在現(xiàn)場(chǎng)還有大量采用Windows操作系統(tǒng)帶以太網(wǎng)接口的設(shè)備，但沒有給三方軟件開發(fā)商提供開發(fā)接口，如大量的激光切割機(jī)，高精尖的檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備等，這些設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸生產(chǎn)需要的各類文檔（如N程序、設(shè)計(jì)圖紙、生產(chǎn)任務(wù)信息等），也可以及時(shí)傳輸檢驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告，方便進(jìn)行SPC質(zhì)量控制。

2、對(duì)于這類設(shè)備需要根據(jù)設(shè)備的具體接口、工作形態(tài)等方面隨機(jī)應(yīng)變，盡可能簡(jiǎn)單、快捷地提取到設(shè)備的各類形態(tài)及運(yùn)行參數(shù)信息。

工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的方式—數(shù)據(jù)采集卡

1、數(shù)據(jù)采集卡，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCI Express、火線(1394)、PCMCIA、ISA、Compact Flash等總線接入個(gè)人計(jì)算機(jī).

此方法與生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)類型無關(guān)，只要能與生產(chǎn)設(shè)備的相關(guān)I/O點(diǎn)、對(duì)應(yīng)傳感器能連上，采用專門的采集卡即可采集到相關(guān)加工信息。

2、此種方式適用系統(tǒng)為無串口以及無局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、目前主要有兩種方式：

①開關(guān)量采集卡：主要采集設(shè)備的開關(guān)機(jī)，運(yùn)行的開始、結(jié)束、報(bào)警等信息。

②模擬量采集卡：主要采集設(shè)備主軸功率、溫度、壓力等模擬量。

目前市面上也出現(xiàn)了同時(shí)具備采集設(shè)備I/O點(diǎn)信息和各類模擬量的混合型采集卡。

工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的方式—組態(tài)軟件采集

工廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)車間組態(tài)組件

1、組態(tài)軟件又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件，它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。

對(duì)于非數(shù)控類的采用PLC控制類的設(shè)備可以采用組態(tài)軟件（組態(tài)王、力控組態(tài)等）來直接讀取PLC中的相關(guān)信息，包括PLC中保存的各種狀態(tài)額I/O點(diǎn)信息和模擬量信息（如溫度、壓力等，只要PLC中保存了即可）

2、組態(tài)軟件是在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域星期的一種新型的軟件開發(fā)工具，開發(fā)人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開發(fā)工作。

3、組態(tài)軟件通過串口或網(wǎng)口與需要采集設(shè)備的PLC相連，采用計(jì)算機(jī)采集、處理數(shù)據(jù)、可實(shí)時(shí)輸出各種曲線、從而提高了設(shè)備的監(jiān)控效果。

工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的方式—RFID無線采集

1、RFID技術(shù)，又稱無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。

通過RFID來采集人員、物料、設(shè)備、工裝等的編碼、位置、狀態(tài)信息，有些類似于條碼掃描方式，需要在人員、物料、設(shè)備、工裝上綁定RFID芯片。

2、此類方法簡(jiǎn)單直接，但前提是我們事先需要將此類信息寫入RFID中。目前我們?cè)谌藛T、物料、刀具上開始嘗試使用此類方式，效果良好。

工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的方式—人工輔助方式

1、對(duì)于很多非自動(dòng)化設(shè)備或某些自動(dòng)化設(shè)備不具備自動(dòng)信息采集功能的條件下，可以采用手工填表、條碼掃描儀、手持終端等模式實(shí)現(xiàn)。

手工填表

填表設(shè)備既可以使用專用的設(shè)備，也可以使用普通PC+軟件的方式實(shí)現(xiàn)，此時(shí)需要在車間放置若干采集終端，可以一臺(tái)設(shè)備放置一個(gè)終端，也可以幾臺(tái)設(shè)備共用一臺(tái)。

條碼掃描

采用條碼掃描儀時(shí)，可以將常用采集信息打印在一個(gè)條碼模板上，條碼掃描儀掃描的信息通過串口輸出到DNC服務(wù)端

手持終端、手機(jī)上報(bào)

也可以采用移動(dòng)手持終端、手機(jī)來采集上報(bào)，目前可以支持安卓和MOBIL兩種系統(tǒng)。

特別是采用手機(jī)方式，可以靈活地應(yīng)用手機(jī)的拍照、條碼掃描、移動(dòng)通訊等多種優(yōu)勢(shì)，可及時(shí)、有效地反饋現(xiàn)場(chǎng)的各種過程化信息，應(yīng)該會(huì)是現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)采集的一個(gè)發(fā)展潮流。

工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集在智能制造中的應(yīng)用

在現(xiàn)在智能工廠中，可以為上層ERP、中間層MES系統(tǒng)提供及時(shí)、詳盡的現(xiàn)場(chǎng)信息，為生產(chǎn)決策、計(jì)劃調(diào)度等提供可靠的依據(jù)。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能制造的基礎(chǔ)，它關(guān)系到各個(gè)生產(chǎn)流程中信息的連續(xù)性，終影響上層一體化信息系統(tǒng)的決策、追溯、判別和分析。

2、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)的計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)、財(cái)務(wù)、成本、倉庫、采購、決策等相關(guān)聯(lián)，構(gòu)成整體信息化的信息流，覆蓋智能工廠業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)與智能制造執(zhí)行。只有解決了底層設(shè)備的實(shí)時(shí)采集問題才能實(shí)現(xiàn)智能化程度高的生產(chǎn)管控。