薛英

摘要：随着科技的不断发展，工厂制造系统也正在发生着翻天覆地的变化，智能化正成为未来制造系统的发展方向。在智能制造系统中，数据采集是至关重要的组成部分。本文将就现场采集技术在智能制造系统中的作用和实现方式展开探讨，希望能够提供给相关从业者作为参考和借鉴。

关键词：现场数据采集；职能制造系统

引言：

在科技的不断推动下，工业企业的生产模式也正在经历巨大的变革，信息化与智能化将成为未来制造系统的重要标志。智能制造系统的运用，能够通过对生产的智能化改造，从而提升生产效率，降低工业成本，为企业创造更大的价值。在智能制造系统中，现场数据采集具有至关重要的作用，是制造系统的基础，因此，探讨和研究现场数据采集技术在智能制造系统中的引用具有很强的现实意义。

一、智能制造概述

当今时代已经进入信息化时代，信息化在社会各行各业都产生了深远的影响。对于工业企业来说，信息化技术也已经成为工厂制造不可或缺的技术支持力量，在其推动下，智能化制造系统必然成为未来工厂制造的发展趋势。当前，在制造工厂中，物联网设备的广泛引用，已经推动了生产计划、生产流程、生产线的数字化改造，在生产管理上已经初具智能化，实时信息系统已经能够帮助制造管理者实现对生产的数字化管理[1]。智能化是在数字化的下一步发展，其与数字化最大的不同在于，智能制造系统具有学习能力，通过对经验和教学的总结，智能制造系统能够是生产实现自动优化，从而变化做出快速反应。

智能制造系统是未来工业制造的核心，其主要内容包括数据的精准采集、智能计算、对控制对象的精准控制、信息传输与共享、提供信息服务、预测和感知等多方面。

二、数据采集的作用

在智能制造系统中，数据均有着极强的实时性特征，这也改变了传统DNV系统中采集和管理数据的方式，从而使得信息数据成为企业信息管理中不可或缺的重要内容；通过对数据的实时、精确侧采集、传输、存储和分析，从而为管理层做决策提供精准的数据化支持。

与传统DNC系统相比，实施数据采集系统MDC是其进一步衍生。在实施数据采集系统的支持下，工业企业的各生产设备能够通过联网的方式，实现生产系统的数据交换，从而对生产车间中的设备状况、作业人员状况、生产计划状况、质量状况等数据，以实时收集、传输和分析的方式，作为智能制造系统的数据支持，从而实现生产管理的智能化管理，成为智能制造的重要内容。

此外，在实施信息采集系统的支持下，制造系统的设备利用率能够得到更大提升，生产你辅助时间达到有效的控制，从而为企业创造更大额效益。

三、实施现场数据采集

数据实施采集的目标内容有很多，包括制造系統中的作业人员、仪器设备、生产材料、生产工艺、生产流程等等；就作业人员数据来说，又会分为人员编码，班次状况等多种内容；仪器设备数据包括设备的运行参数、设备的产能数据、设备编码、设备零部件寿命等等；生产材料数据包括材料名称、材料料号；规格和用量等等；生产工艺和流程数据包括生产单号、产品生产流程、质检结果等等。

对上述数据的采集，常用的数据采集方式有：扫描条码、刷卡、RFID等。数据采集是在各种高精度设备的支持下，对各种实时信息展开处理和收集；因此数据采集设备是数据采集中不可或缺的硬件支持。

就当前数据采集设备来说，其种类十分多样。在制造系统中不仅包括各种生产辅助设备，而且还包括各种检测设备，另外还有冲压、下料、运输设备等也都是数据采集中不可缺少的组成部分。这些设备之间的接口、通讯协议彼此并不完全相同，因此数据采集过程中要根据实际状况选择恰当的方式。一般来说，实时数据采集的方式主要包括下面几类：

（一）TCP/IP协议支持下的以太网模式

TCP/IP协议支持下的以太网模式也是未来发展的主要方向，通过这种模式可以采集的数据内容十分多样，并且能够完成远程控制。当前，业界的主流数控系统商，大多都为其设备配置了局域网口，包括西门子、三菱、FIDIA等，从而帮助企业获得设备的各种实时数据，包括设备程序信息、设备运行状态数据、运行程序内容、设备参数、设备功率、设备坐标等等。

并且，数据采集还能够通过对设备的及时限制，提供有效的预防功能，从而为生产加工、质量管控发挥积极意义。比如，对数控设备的加工倍率设置限制，这样一旦发现非法修改，就能够迅速锁住设备， 避免非法加工。

（二）普通以太网模式

在以太网开发包数控设备的支持下，使用Windows系统与设备的以太网接口相连，就能够运用第三方开发商提供的接口，对各种高精尖设备实施连接和传输，进而实现数据采集和分析；并且将设备的相关数据，保存到数据库，从而提供给各种系统作为数据支持[2]。

（三）数据采集卡

数据采集卡模式，是将传感器与生产设备的I/O点连接，从而传输设备的加工状态、故障状态等数据。当前，该模式主要在无串口、无局域网设备模式下，采用开关量采集卡、模拟量采集卡实现数据采集。

（四）组态软件采集

在组态软件的支持下，软件开发人员能够充分利用各种工具，完成各种硬件配置、数据开发和图形开发的工作；在组态软件支持下串口、网口与PLC相连，由电脑实现数据采集与分析处理，并能够输出各种设定的信息模式。对于智能制造来说，采用组态方式采集数据，不仅连接方便，而且成本较低，稳定性能够达到保障。

（五）FRID模式

该模式在实际应用中十分广泛，简单易行并且能够得到良好的采集效果。其主要方式是功过将各种信息写入FRID芯片中，从而以此来完成数据采集。

（六）人工采集

在智能制造系统中，人工数据采集是作为有效补充出现的，主要适用于一些无法通过完成自动信息采集的数据。人工采集方式，具有很轻的灵活性，当然其实时性与准确性必然存在者一些问题。

四、小结

实时数据采集，是智能制造系统的基础；正是因为对制造系统数据的实时掌控，才能够将其作为生产决策、计划调度的重要依据。在实施数据采集的支持下打造的智能制造系统，为企业的高效运转提供了强大的推动力。当前，我国制造业正在快速发展，智能化必将推动我国制造企业迈向新高度。

参考文献：

[1]周本华，吴旭光，郭培龙，等.现场数据采集技术及在智能制造系统中的应用[J].制造技术与机床，2016，（6）：33-39.

[2]何茂辉.4G网络下的多终端建筑工程现场移动数据采集系统设计[J].现代电子技术，2016，39（15）：25-27.