数字工厂的自动化设备联网与数据采集分析

数字工厂的自动化设备联网与数据采集分析

张方明

浙江五洲新春集团股份有限公司  浙江省绍兴市单位邮编：312500

摘要：当前的时代背景极大地推动了工业物联网的飞速发展，并且使设备自动化的程度逐渐提高，但由于工业物联网所需设备的物理链路不同或者受到各种条件的制约，导致绝大多数数据无法通过联网的方式实现相连相通，同时即使具备了相应的数据库，也难以适应工业物联网的发展特点，导致工厂的效率比较低下。因此，要运用数据采集的方法来解决数字工厂中产生的各种问题，借助这种方式的数据采集可以不用再依赖具体的硬件设施，会对企业以及物联网的发展具有一定的启示意义。基于此，本文将以浙江五洲新春集团股份有限公司的设备智联系统解决方案进行分析，对数字工厂的自动化设备联网与数据采集进行简单探讨。

关键词：数字工厂；自动化设备；联网；数据采集

1.数字工厂的相关叙述

数字工厂就是企业具备了信息化、数字化以及网络化的发展特点，其中包含产品开发、准备生产以及营销数字化等多个阶段，因此数字工厂在发展过程中由于结合了网络科技，因此可以通过模拟建模以及虚拟仿真来对各个环节进行检测，还可以根据相关的结果结合数字工厂实际的发展状况进行重新规划与运用。通过对数字工厂中相关的工业数据进行实时采集与整理，不但降低了企业单位在自动化设备改造方面的投入，还为企业数字化工厂的发展奠定了一定的基础。但是由于数字工厂的员工在使用之前没有提前了解生产系统及其功能，导致质量难以保障，不仅需要花费的时间与精力比较大，还难以将可靠性等功能完全发挥出来。此外，数字工厂整体的布局对其发展也有一定的影响，从数字工厂的各个环节以及不同的层次，乃至整个工厂的设计、仿真、分析以及优化等过程，都需要合理地应用相关的自动化设备来完成产品的制造与仿真过程的模拟，从而进一步提高产品的质量，促进数字工厂的可持续发展。

2. 数字工厂的自动化设备联网的数据采集

设备智联系统（包括设备数据采集系统和生产管理系统），以低成本、低门槛、快布署方式实现中小企业的哑设备改造以及数据的采集，通过哑设备数据收集上传至云端后，与信息化系统加以融合，实现企业生产的数字化、网络化、智能化改造，也通过哑设备的数据可视化提升中小企业精细化管理水平，提高科学决策和应用新技术的意识，并实现批量推广，助力中小企业数字化转型，构建企业侧数据仓。

2.1数据采集系统

数据采集系统是基于工业设备数据采集模块采集到的数据实现云端发送，提供工业设备管理功能，实现多种异构数据源互通集成，包括工业智能设备接入、设备管理、协议转换、租户管理等方面。通过低成本、低门槛、快布署的设备上云、业务系统上云，提升中小企业精细化管理、科学决策意识。

通过在电子电路、汽车零部件、智能装备、新材料生产企业现场设备安装工业设备数据采集模块，实现区域企业哑设备低成本、标准化、大规模设备连接和数据上云，工业设备数据采集模块支持无需对接协议即可完成设备的能耗、工作、待机、关机状态、产量等基础数据采集。

通过现场每台设备安装一个模块，模块安装在设备的电控箱中，无需对接协议，30分钟即可完成设备的能耗、工作、待机、关机状态等基础数据采集。通过外接交流互感器结合内部的电量计量模块实现设备的能耗和工作状态采集，通过内置的4G模块实现数据即装即采集即发送至云端。

2.2工业设备数据采集模块介绍：

本项目采用我司工业设备数据采集模块IFM101，该设备集电表参数采集与远程终端控制采集于一体，通过4G通讯可将数据上传至云端服务器。IFM101模块自带2路DI采集通道，1路PI采集通道，1路DO输出通道，具有电表参数的采集功能，包括ABC三相电压、电流、功率及总电量和总功率。IFM101提供1路RJ45以太网接口，可用于对IFM101模块进行配置，并查询模块的信息。

如图1所示，为工业设备数据采集模块技术参数表。

表1

2.3功能介绍

具有RJ45以太网接口，可对该模块进行远程云端配置、查询；

具备RJ-45接口，支持就地配置可完成如下组态及查询；具备4G模块，支持远程云配置及查询。

SIM卡槽位于模块正面，SIM支持中国运营商的SIM卡（电话卡、物联网卡），卡槽为原卡（StandardSIM）模式。采用4GLTE通道与云平台对接，上送采集到的相关数据以及自身的诊断数据。

采用4G模块WH-LTE-7S1设计，支持4G物联网卡等SIM卡。模块具备天线外接接口，支持棒状天线和吸盘天线。

2.4设备管理

设备的具体属性和行为是通过定义一个或多个遥测点进行描述，即该产品下的所有设备继承产品定义的遥测点、接入方式、通信方式和通信协议等。

产品管理模块支持设备管理（包括新增、修改、删除、查询、查看）、遥测点定义、业务功能定义和查看产品下设备清单等功能。

提供工业设备数据采集模块，1个工业设备数据采集模块对应1套设备；针对特色行业中的哑设备如：车床、铣床、加工中心等设备，采取单台设备布署单个工业设备数据采集模块的配置方式，通过独立配置完成信息采集、数据汇集、信息发送等过程。同时，配置平台针对单台设备进行组态配置，完成软件配置和数据展示。

结 语：

数字工厂在物联网迅速发展的时代已经出现了相应的更新与升级，为了实现数字工厂的可持续性发展，本文提出了一种工业数据采集技术来促进其发展，由于其适用于工厂的发展，因此被广泛地应用于物联网环境下数字工厂的各类设备以及自动化产品的远程控制和智能化维护预防的场景中，根据对位置、状态和传感器等运行数据的采集分析，从而充分发挥物联网的各种功能，来提高数字工厂的效率与效能。

参考文献：

[1]杨文峰.基于工业互联网的海量设备数据采集分析与研究应用[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2021(04):110-111.

[2]欧阳旻,郭玉超,王桓,王志兵.工业物联网环境下设备数据采集研究与实现[J].软件工程,2020,23(12):15-18.