一、數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集狀況分類：

下位機數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集控制，主要是監(jiān)控控制層（PCS）每臺自動化設(shè)備的運行狀態(tài)、產(chǎn)量、故障等信息，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳**MES上位機生產(chǎn)管理系統(tǒng)中心，構(gòu)成以MES為中心的生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化生產(chǎn)。由于是采集控制層設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)的采集和控制層的設(shè)備類型，設(shè)備新舊及自動化程度有著直接的關(guān)系。

根據(jù)工廠生產(chǎn)設(shè)備的差異，可以簡單的將下位機數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集實施分為以下3種類型：
1、全自動化生產(chǎn)設(shè)備（能記錄工作數(shù)據(jù)，可通訊）：安裝PLC智能控制器或者工控電腦板，記錄工作數(shù)據(jù)并提供內(nèi)部運行數(shù)據(jù)可讀接口（TCP/IP、MODBUS/RS232、PROFIBUS/RS485、CCLINK等）；

設(shè)備有自身監(jiān)控系統(tǒng)，時時記錄設(shè)備開機時間、運行時間、運行狀態(tài)、電機轉(zhuǎn)速、電機電流、故障代碼、產(chǎn)品加工型號、加工數(shù)量、合格品數(shù)量等工作信息。此時讓客戶提供這臺機器的內(nèi)部通訊地址表，以及每個地址位數(shù)值代表的意義，那么久很輕松的監(jiān)控到這臺設(shè)備的工作信息。

這個關(guān)鍵是看能否拿到設(shè)備生產(chǎn)廠家的開發(fā)資料，因為設(shè)備生產(chǎn)廠家有些會將內(nèi)部通訊地址表給到他們的客戶，以方便客戶生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)工作，但是有些設(shè)備生產(chǎn)廠家將其作為內(nèi)部資料，不提供給他們的客戶，因此需要看具體的設(shè)備，是否可以拿到內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊地址表。
 
解決方案：

A、讀取PLC或者工控電腦板的IO口數(shù)據(jù),但是會破壞設(shè)備本身的接線結(jié)構(gòu),影響設(shè)備保修等狀況；
B、外擴通用數(shù)據(jù)采集控制板，等于是**立系統(tǒng)，對設(shè)備本身沒有影響，還可以精確采集想要數(shù)據(jù)，給到MES上位機部分；

2、全自動化生產(chǎn)設(shè)備（不可通訊）和半自動化設(shè)備；
全自動化設(shè)備（不可通訊）：是指這個設(shè)備是可以完成全自動化工作，只是沒有自身數(shù)據(jù)記錄功能（如記錄運行的狀態(tài)、加工的數(shù)量、運行時間等參數(shù)），**多只有一個故障報警提示；

半自動化設(shè)備：只能完成自身的局部工作，沒辦法提供運行數(shù)據(jù)輸出；

解決方案：

A、外擴通用數(shù)據(jù)采集控制板，等于是**立系統(tǒng)，對設(shè)備本身沒有影響，可以精確采集MES上位機需要的數(shù)據(jù)；同時對半自動設(shè)備在通用數(shù)據(jù)采集控制板上增加控制功能，將半自動化設(shè)備升級為自動化，滿足MES生產(chǎn)控制系統(tǒng)需求。

3、人工操作的手動設(shè)備；

人工操作的手動設(shè)備，要不根據(jù)生產(chǎn)的需求安裝上控制器，實現(xiàn)設(shè)備的自動化；要不就購自動化新機，滿足MES自動化生產(chǎn)需求；

解決方案：

A、用PLC智能控制器實現(xiàn)設(shè)備的自動，并將需要數(shù)據(jù)輸出；
B、外擴通用數(shù)據(jù)采集控制板，同樣在這個通用的控制板上增加功能，控制手動設(shè)備實現(xiàn)自動化操作，并精確采集這臺設(shè)備的工作信息，供MES上位機系統(tǒng)控制；

總結(jié)：綜合以上的3種類型，**終得出一種比較通用、方便、對客戶設(shè)備影響較小的數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集方案（參照如下方案圖）；

二、MES通用數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集控制板設(shè)計方案

1、功能框架示意圖：

A、數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集總框架：

備注：每臺自動化設(shè)備都安裝一塊數(shù)據(jù)采集控制板，分別采集到需要的數(shù)據(jù)后，然后通過工業(yè)485總線方式統(tǒng)一提供給MES控制系統(tǒng)PC電腦上位機；PC機對生產(chǎn)工作數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，生產(chǎn)狀態(tài)的分析等。

B、數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集板內(nèi)部功能框架：

2、數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集板輸入輸出功能描述（后續(xù)根據(jù)功能要求，任意連接外圍傳感器）：

輸入：
4-20mA模擬輸入：2個；連接各類4-20mA檢測傳感器，如電機轉(zhuǎn)速傳感器；
AD模擬量檢測輸入：4個；可以用于檢測設(shè)備工作狀態(tài)，工作電流，工作溫度，以及其它壓力、扭力等等；
開關(guān)信號輸入：紅外光電開關(guān)，位移開關(guān)等等，用于檢測加工數(shù)量，加工速度等等；
電源處理模塊（輸入市電AC220V或者設(shè)備取電AC24V，經(jīng)電源處理模塊處理后單片機供電）；
RS232通訊端口：用于掃描**，打印機等外部設(shè)備通訊接口；

輸出：
繼電器：5個；用于外部控制輸出（如外界報警器，或者聯(lián)機開關(guān)信號輸出），以及半自動化設(shè)備的升級控制；
4-20mA輸出：3個；用于設(shè)備升級控制板輸出，如變頻電機的轉(zhuǎn)速控制/調(diào)速等;
鍋爐加熱管：9000W/ 12000W*2=24000W （外置接觸器控制）；
LED工作指示燈：包含電源指示燈、485聯(lián)機通訊指示燈、設(shè)備外圍輸出工作狀態(tài)指示燈等；

3、數(shù)據(jù)傳輸通訊協(xié)議：

生產(chǎn)管理系統(tǒng)PC上位機部分提出需要每臺自動化設(shè)備的哪些工作數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)精度、以及其他要求，（如電機的工作狀態(tài)，電機轉(zhuǎn)速，生產(chǎn)產(chǎn)量等等）；

PC上位機與數(shù)據(jù)采集下位機，雙方確認好通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)包格式等等；

下位機數(shù)據(jù)采集控制板負責(zé)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，將采集到的數(shù)據(jù)通過485總線發(fā)送給上位機，讓上位機部分做生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計處理，整理生產(chǎn)報表等；

三、通用數(shù)據(jù)采集控制板的使用優(yōu)勢：

1. 控制板通用性：在不影響設(shè)備原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以方便快速的安裝在自動化設(shè)備上，然后接上外圍傳感器，就可以監(jiān)控和采集需要的數(shù)據(jù)，如此調(diào)試時間短；
2. 數(shù)據(jù)采集控制板的所有接口都固定在一塊板子上，采用機電插拔接口，安裝容易接線，后續(xù)一旦由于某些方面原因損壞也容易更換，方便維修；
3. 數(shù)據(jù)采集控制板相對價格低廉，通用性強，是市場后續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢。

備注：以上是根據(jù)市場情況初步整理的實施方案，具體的需要根據(jù)實際的項目，結(jié)合實際的功能要求測試制作。