数据采集系统是现场自动化控制设备与管理层之间的信息纽带,工厂中设备众多、接口各异,如何实现设备和仪表通讯就成为实施难点。
实施MES的一个技术基础就是与现场设备进行通讯,实现数据的自动化采集。工知哥就从快消行业工厂的一般性设备通讯入手,给大家介绍下工厂的数采通讯方案。
对于快消行业,包括食品、饮料、啤酒、烟草、日化等子行业,基本都可以分为前处理和包装两个工艺过程,基本的设备状况如下:
前处理控制系统属于过程控制系统,前处理设备的控制系统普遍采用了现场总线技术,形成分散控制、集中管理和的管控一体化模式,数据采集难度较低。
包装设备控制系统属于运动控制系统,包装设备供应厂商较多,很多设备采用专用控制器,技术不,数据采集接口复杂,是数据采集的难点。
质量检测仪器设备相关接口比较简单、原始,一般的检测仪器配有串口用于输出测试数据,只要仪器厂商提供通信协议,就可以实施检测仪器的数据采集。
中控系统作为OPC Server提供数据,数采服务器作为OPC Client 连接到中控系统
操作面板并作为OPC Server提供数采信息,数采服务器作为OPC Client 连接到操作面板
PLC/DCS通过工业以太网接入,实现设备层的数据采集,基本的优先级如下:中控系统操作面板PLC网口PLC串口,具体的如下:
Ø控制系统采用工业以太网通信,对于不能采用工业以太网通信的,可采用Modbus RTU通信,并转换为工业以太网通讯。
Ø已有以太网接口的PLC控制系统,如果可以新增以太网接口的,可通过新增以太网接口,采用工业以太网接入。
Ø对于不能扩展以太网接口,但可以增加Modbus RTU通讯接口的设备,可增加Modbus通讯接口,通过串口通讯将数据先采集到新增的数采PLC,再通过PLC的以太网接口上传系统。新增的数采PLC要求配有以太网接口和Modbus串口。
Ø不具备通讯采集能力的控制系统,可考虑将现有控制系统更换成带通讯接口的控制系统以实现数据采集。
Ø如果现有系统设备没有PLC控制系统,则需要对现有设备控制系统进行升级,成带通讯接口的PLC控制系统进行控制,然后才能实现数据的自动采集。
已有以太网接口的PLC控制系统,如果采用现有以太网接口通讯,需要先修改与此连接的以太网设备的IP地址,再采用工业以太网接入。涉及到要修改IP地址的设备可能会有PLC控制系统、触摸屏、上位计算机、变频器、伺服驱动器等。
仪表要求为带标准的Modbus RTU通讯接口的智能仪表。如果现场的计量仪表是指针式机械表,需要将其先更换为智能仪表。
配有Modbus RTU接口的智能仪表先通过RS485屏蔽电缆连接,然后通过Modbus 转 Modbus TCP/ IP网关转换后接入系统。智能仪表可分区域分类型连接(例如:同一区域电表接电表,水表接水表,不要混接)。为数据通讯的稳定性和数据传输的实时性,一条通讯总线上连接的仪表数量不要超过10个。
质检仪器设备的通讯以串口/并口和文件交互方式居多,本订阅号《数据时代,质检记录还在手工抄?》有过专门论述,本文就不加赘述。
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