做設備層的數據采集,一定要結合我們的數采目標,充分利用設備的現有條件(比如,設備已經具備的上位機系統、已經具備的通訊協議等)用最經濟高效的方式來做數采技術路線的設計。工業現場設備的數據采集是一項非常個性化的工作,需要從設備的自身情況著手,因此,先將設備進行分類,不同的設備采用不同的技術手段。當然,各種技術路線的實現難易程度有很大的差別。
數據采集的技術路線
1.基于TCP/IP通訊協議的設備
對于生產現場中沒有上位機系統的眾多設備,我們就需要從設備所支持的通訊協議角度入手,制定數采方案。對于“基于TCP/IP通訊協議”,比較常用的有OPC Classic、Siemens S7、Modbus-TCP等通用協議,也有設備廠商自行定義的私有協議。這些協議的特點是都是基于TCP/IP協議簇,只是應用層協議不同。采用這些協議的設備一般都會有RJ45的接口,也就是以太網口,都可以直接通過以太網接入到車間網絡中。對這些設備的數據采集,我們需要做的就是對上述協議的解析。
對于OPC等通用協議,其實這方面的工作屬于工業自動化的范疇,已經有很多成熟的SCADA產品可以利用,近些年,也有很多開源框架、商業化的組件可以應用。對于私有協議,只能自行開發協議解析模塊進行對接,好在一般情況下,設備廠商的私有協議都不會太復雜,并且會提供SDK輔助開發,降低了開發的難度。
2. 基于非TCP/IP通訊協議的設備
這一類協議不屬于TCP/IP協議簇,往往在硬件接口方面就與以太網不兼容,比如RS-485等。因此,對于這類設備的數據采集首先需要增加網關,將其協議轉換為TCP/IP協議,才能接入到車間的網絡中并進行協議解析。否則,在物理層面就無法實現互通,就更不要提協議解析了。這類協議比較常用的包括Modbus-RTU、DeviceNet等。
3. 不具備通訊接口的設備
這類設備一般為老舊設備,比如那些不帶數控系統的機床。遇到這樣的設備也是一件比較頭疼的事情,我一般會建議不要做這種設備的數據采集,如果一定要采集老舊設備的一些運行狀態信息,那么就只能是增加一些傳感器、數采板卡之類的硬件設備,這就涉及到對設備的一些改造,操作難度還是非常大的,會對設備的穩定運行帶來一定的風險。
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