在智能工廠，MES數(shù)據(jù)采集的方式究竟有哪些？
[導讀]點擊上方關注?↑?獲取更多精彩文章在工業(yè)領域，制造企業(yè)數(shù)字化轉型如火如荼，智能制造以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用正在加速推進，而在這一過程中，工控系統(tǒng)軟硬件發(fā)揮著關鍵作用。工業(yè)控制系統(tǒng)涵蓋了可編程邏輯控制器PLC、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、分布式控制系統(tǒng)DCS。PLC通常作為重要的底層...
點擊上方關注?↑?獲取更多精彩文章在工業(yè)領域，制造企業(yè)數(shù)字化轉型如火如荼，智能制造以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用正在加速推進，而在這一過程中，工控系統(tǒng)軟硬件發(fā)揮著關鍵作用。
工業(yè)控制系統(tǒng)涵蓋了可編程邏輯控制器PLC、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、分布式控制系統(tǒng)DCS。PLC通常作為重要的底層控制部件應用在SCADA和DCS系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)工業(yè)設備的具體操作與工藝控制，而SCADA側重于各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測。DCS則主要應用于流程工業(yè)，側重于分散控制，也兼具了SCADA的功能。
為提升車間現(xiàn)場的管控水平，近年來，制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在制造企業(yè)的應用已經(jīng)越來越普遍。MES是基于計劃、執(zhí)行、控制的生產制造管理系統(tǒng)，處于計劃層和現(xiàn)場生產之間的執(zhí)行層，需要處理生產過程中的生產與管理信息，而且要對生產過程信息進行轉換、處理和傳遞，所以就要實現(xiàn)與下層生產設備的連接與數(shù)據(jù)采集。
在車間現(xiàn)場，通過MES與設備實現(xiàn)互聯(lián)，可以使生產過程透明化，使企業(yè)執(zhí)行層與車間控制層無縫鏈接，消除設備底層的信息孤島，同時獲取數(shù)控設備的實時狀態(tài)信息，對控制設備進行動態(tài)管理。
但是目前，傳統(tǒng)制造企業(yè)有大量的設備，不僅新老設備混雜、品牌種類不一，而且通信方法多樣，數(shù)據(jù)采集量大，造成MES的數(shù)據(jù)采集變得十分復雜和困難。
那么？MES如何與現(xiàn)有設備進行連接呢？MES數(shù)據(jù)采集的方式究竟有哪些？
MES通過PLC實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集
普遍看來，MES通過設備PLC采集數(shù)據(jù)有主動式和交互式兩種方式。主動式是MES主動訪問設備PLC的CPU相關內存區(qū)(該內存區(qū)經(jīng)雙方溝通作為數(shù)據(jù)存儲器)；另一種是MES發(fā)送數(shù)據(jù)溝通請求，PLC按照規(guī)定格式把數(shù)據(jù)發(fā)送給MES。
MES與設備直連，要和PLC通訊，主要做好軟硬接口，可以把數(shù)據(jù)通過PLC傳給第三方設備或者在MES和PLC之間增加SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))，要看MES的通訊協(xié)議，對于具備網(wǎng)絡接口的自動化生產線或設備MDC(元數(shù)據(jù)控制器)，系統(tǒng)直接通過網(wǎng)絡與設備的PLC進行數(shù)據(jù)交換，可以采集到生產線或設備的工作狀態(tài)。
通過MES，上層生產管理實現(xiàn)對底層設備的監(jiān)控，使車間管理透明化，能夠獲得相關生產信息。如：生產數(shù)量、速度、停機次數(shù)及時間等，可以形成直觀形象的圖形界面，為管理人員提供現(xiàn)場實時信息，為維修工程師快速定位和分析現(xiàn)場故障、確定解決方案提供有效的幫助。
如果沒有PLC，MES又如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集呢？1.通過設備加裝傳感器數(shù)據(jù)采集
不能連接PLC的設備，采集運行狀態(tài)需要加裝速度、數(shù)量傳感器。流程性生產環(huán)境對溫度、濕度等有嚴格要求，其采集模式主要為溫、濕度傳感器，設備輔助采集需要加裝潤版液PH值、導電率傳感器等。無線數(shù)據(jù)采集卡、網(wǎng)關等采用的傳感器一般是反射式紅外線傳感器或對射式紅外傳感器。
2.通過條碼掃描槍或RFID采集數(shù)據(jù)
條碼掃描一般在生產企業(yè)倉儲管理使用較多，在WIFI網(wǎng)絡環(huán)境下，生產物料的管理如品名、數(shù)量、批次、生產日期、貨倉位置等使用較多；RFID一般用在場內物流管理，如半成品數(shù)量、成品倉儲位置、半成品名稱、加工物料編號、半成品貨位、開始時間、結束時間等。
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工業(yè)控制系統(tǒng)涵蓋了可編程邏輯控制器PLC、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、分布式控制系統(tǒng)DCS。PLC通常作為重要的底層控制部件應用在SCADA和DCS系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)工業(yè)設備的具體操作與工藝控制，而SCADA側重于各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測。DCS則主要應用于流程工業(yè)，側重于分散控制，也兼具了SCADA的功能。
為提升車間現(xiàn)場的管控水平，近年來，制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在制造企業(yè)的應用已經(jīng)越來越普遍。MES是基于計劃、執(zhí)行、控制的生產制造管理系統(tǒng)，處于計劃層和現(xiàn)場生產之間的執(zhí)行層，需要處理生產過程中的生產與管理信息，而且要對生產過程信息進行轉換、處理和傳遞，所以就要實現(xiàn)與下層生產設備的連接與數(shù)據(jù)采集。
在車間現(xiàn)場，通過MES與設備實現(xiàn)互聯(lián)，可以使生產過程透明化，使企業(yè)執(zhí)行層與車間控制層無縫鏈接，消除設備底層的信息孤島，同時獲取數(shù)控設備的實時狀態(tài)信息，對控制設備進行動態(tài)管理。
但是目前，傳統(tǒng)制造企業(yè)有大量的設備，不僅新老設備混雜、品牌種類不一，而且通信方法多樣，數(shù)據(jù)采集量大，造成MES的數(shù)據(jù)采集變得十分復雜和困難。
那么？MES如何與現(xiàn)有設備進行連接呢？MES數(shù)據(jù)采集的方式究竟有哪些？
MES通過PLC實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集
普遍看來，MES通過設備PLC采集數(shù)據(jù)有主動式和交互式兩種方式。主動式是MES主動訪問設備PLC的CPU相關內存區(qū)(該內存區(qū)經(jīng)雙方溝通作為數(shù)據(jù)存儲器)；另一種是MES發(fā)送數(shù)據(jù)溝通請求，PLC按照規(guī)定格式把數(shù)據(jù)發(fā)送給MES。
MES與設備直連，要和PLC通訊，主要做好軟硬接口，可以把數(shù)據(jù)通過PLC傳給第三方設備或者在MES和PLC之間增加SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))，要看MES的通訊協(xié)議，對于具備網(wǎng)絡接口的自動化生產線或設備MDC(元數(shù)據(jù)控制器)，系統(tǒng)直接通過網(wǎng)絡與設備的PLC進行數(shù)據(jù)交換，可以采集到生產線或設備的工作狀態(tài)。
通過MES，上層生產管理實現(xiàn)對底層設備的監(jiān)控，使車間管理透明化，能夠獲得相關生產信息。如：生產數(shù)量、速度、停機次數(shù)及時間等，可以形成直觀形象的圖形界面，為管理人員提供現(xiàn)場實時信息，為維修工程師快速定位和分析現(xiàn)場故障、確定解決方案提供有效的幫助。
如果沒有PLC，MES又如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集呢？1.通過設備加裝傳感器數(shù)據(jù)采集
不能連接PLC的設備，采集運行狀態(tài)需要加裝速度、數(shù)量傳感器。流程性生產環(huán)境對溫度、濕度等有嚴格要求，其采集模式主要為溫、濕度傳感器，設備輔助采集需要加裝潤版液PH值、導電率傳感器等。無線數(shù)據(jù)采集卡、網(wǎng)關等采用的傳感器一般是反射式紅外線傳感器或對射式紅外傳感器。
2.通過條碼掃描槍或RFID采集數(shù)據(jù)
條碼掃描一般在生產企業(yè)倉儲管理使用較多，在WIFI網(wǎng)絡環(huán)境下，生產物料的管理如品名、數(shù)量、批次、生產日期、貨倉位置等使用較多；RFID一般用在場內物流管理，如半成品數(shù)量、成品倉儲位置、半成品名稱、加工物料編號、半成品貨位、開始時間、結束時間等。
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