现场数据采集技术与智能制造系统的应用研究

（中车株洲电力机车有限公司，株洲 412001）

现阶段，信息技术、智能科技的不断更新发展使得工业企业产生了巨大的变化。对于传统的制造现场数据采集形式与系统来说，其已经无法满足当前制造行业信息化管理的实际需求，必须要进行升级优化。此时，现场数据采集技术受到了重点关注，并被广泛应用于智能制造系统中。

1 现场数据采集技术的应用模式分析

1.1 TCP/IP协议的以太网模式

结合当前的技术发展情况能够判断出，以太网的数控配置是未来发展的主流趋势。这种信息采集模式有着更为丰富的内容，且能够完成远程控制，有着更高的应用优势。就现阶段市场中较为常见的数控系统厂商来说，其生产的系统设备均配置了局域网口，且包含着大量的接口，支持数控设备运行信息、状态信息、报警信息、设备参数、系统状态信息、操作数据等的实时采集。结合数控设备的及时限制，能够实现事前预防，保证了制造生产加工的质量。同时，数控设备的加工倍率能够完成倍率开关变化修改的控制，一旦发现非法修改，则能够立即展开设备锁定，有效避免了非法加工。

1.2 普通以太网模式

除了一些包含以太网开发包的数控设备之外，在实际的生产制造现场还包含一些基于Windows操作系统并附带以太网接口的设备。但是，这些设备并未向第三方开发商提供开发接口，例如高精尖检验检测设备、激光切割机等等。对于这些设备来说，在网络的支持下能够实现生产中需求的各种文档信息的传输，包括设计图纸、NC程序等等。同时，还能够实现检验检测报告的第一时间传输，便于SPC质量控制的落实。另外，还有一部分设备将运行参数、状态信息等实时上传保存至本地数据库中，此时，只需要对数据库展开集成管理，即可完成数据的实时采集。

1.3 数据采集卡

数据采集卡的展开对生产设备控制系统的类型并未做出严格的限制。对于生产设备来说，只要能够连接相关的I/O点以及传感器，专用的采集卡就能够获取相应设备的加工信息[1]。现阶段，能够应用数据采集卡完成现场获取的数据包括设备上电与断电、运行加工开始与结束、设备主轴功率、温度、压力、扭力、设别故障等信息。对于数据采集卡来说，其更适用于无串口、无局域网设备系统的数据采集。就目前的情况来看，其主要有两种形式，即开关开关量采集卡与模拟量采集卡。

1.4 组态软件采集

组态软件主要包括力控组态、组态王、海得组态等，主要用于非数控且采用PLC控制设备的PLC信息直接读取。此时，能够读取的信息包括PLC内部保存的模拟量信息、多种状态的I/O信息，只要这些信息已经存入数据库中，就能够实现读取。对于组态软件来说，其是工业自动化领域中的一种新型软件开发工具，在此工具的支持下，相关人员不需要编写具体的指令代码，仅使用软件包中的工具以及各种组态工作的展开就能够完成软件开发。相比于其他现场数据采集方法来说，其适应性更强、投入硬件更少、开放性更好，因此有着更高的性价比。

1.5 RFID方式

该方法普遍被应用于人资、物资、设备、工装等多种信息的采集，例如状态信息、编码、位置等等，与条码扫描有着较高的相似之处。对于RFID方式来说，其需要提前在需要管控与采集数据的主体上绑定RFID芯片。总体开看，该方法更为简单，相应现场数据的获取也较为直接，但是必须要相关人员提前将需要的信息写入RFID中。现阶段，RFID方式被广泛应用于刀具、物料以及人资的现场数据采集工作中，且收获了较好的效果。

1.6 人工辅助方式

对于非自动化设备或是不具备自动信息采集功能的自动化设备来说，想要完成现场数据的采集，人工辅助方式是最为常用的一种方法。此时，通过手工填表、手持终端以及条码扫描等，即能够完成现场数据的采集[2]。相比于其他数据采集形式来说，人工辅助方式具备更高的灵活性与便捷性，有效弥补了自动化数据采集在适应性、丰富性等方面的不足。但是，其也存在着一定的缺陷，包括准确性难以保证、实时性不足等等。

2 现场数据采集技术在智能制造系统中的应用探究

现场数据采集技术的发展与更新为现代智能工厂提供了更好的技术支持，实现了现场信息的实时、详细采集，帮助相关人员形成制造生产调度、决策等，保证了决策与调度的可靠性。在实际的系统设计项目中，现场数据采集技术的应用促使智能化工厂完成了智能化、数字化制造基础设施的建设，为底层设备实时数据采集工作的展开提供了可靠的技术方案，推动了智能生产管控的升级。

在物体数据的采集过程中，通过现采集技术的应用，能够实现采集物体模型优化的自动化展开，并完成图纸的绘制与修改。同时，在该技术的支持下，制造工程中的图纸绘制与更改操作得到进一步优化，耗时得以缩减，为智能化工厂带来了更多的效益。在智能化、自动化的基础上，依旧需要应用人员参与。此时，系统主要提供放错功能的保护，而人工则实现生产运营工作的展开。换言之，在智能制造系统中引入现场数据采集技术，必须要展开包含“人”的自动化，并保证所有技术手段均在闭环控制中管理，确保人与系统的可靠性。

3 结束语

综上所述，随着信息技术、智能科技的不断更新发展，现场数据采集技术受到了重点关注，并被广泛应用于智能制造系统中。在实际情况与需求的指导下，通过应用TCP/IP协议的以太网模式、普通以太网模式、数据采集卡、组态软件采集、RFID方式、人工辅助方式，能够完成现场数据的实时、自动化采集，将其应用于智能制造系统中，实现了智能化、数字化制造基础设施的建设，推动了智能生产管控的升级。