基于“不需要点表的工业网关”上PLC、CNC、SCADA 数据采集解决方案

一、解决方案概述

本解决方案旨在利用深控技术研发的 “不需要点表的工业网关”，实现对 PLC（可编程逻辑控制器）、CNC（计算机数字控制机床）和 SCADA（数据采集与监视控制系统）设备的数据采集，为工业生产过程中的监控、管理和优化提供有力支持。该工业网关具有独特的优势，能够自动识别设备的通信协议和数据格式，无需繁琐的点表配置，大大简化了数据采集的过程，提高了系统的部署效率和稳定性。

二、实现方式

（一）PLC 数据采集

连接方式

通过以太网、串口等常见的通信接口将 “不需要点表的工业网关” 与 PLC 设备进行物理连接。确保连接稳定可靠，通信线路符合工业标准要求，以防止数据传输过程中的干扰和丢失。

自动识别与适配

工业网关启动后，会自动扫描并识别所连接的 PLC 型号及其通信协议。利用其内置的智能算法，无需人工设置点表，即可快速适配 PLC 的数据结构，实现对 PLC 内部各种数据寄存器（如输入寄存器、输出寄存器、中间继电器、数据寄存器等）的自动识别和数据采集。

数据传输

采集到的 PLC 数据经过加密处理后，通过网络（有线或无线）传输到指定的上位机系统或数据中心。支持实时传输和定时批量传输两种模式，可根据实际需求进行灵活配置，以满足不同应用场景对数据及时性和带宽资源的要求。

（二）CNC 数据采集

接口对接

对于具备以太网接口的 CNC 设备，直接使用网线将工业网关与 CNC 设备相连。对于一些老旧型号仅支持串口通信的 CNC 设备，可通过串口转以太网模块将其转换为以太网接口后再与工业网关连接。

协议解析

工业网关针对常见的 CNC 通信协议，如 Fanuc FOCAS、Siemens Sinumerik 840D 等，进行内置协议解析。能够自动识别 CNC 设备的运行状态、加工参数（如切削速度、进给量、主轴转速等）、刀具信息、工件坐标等关键数据，无需人工干预点表配置，实现高效准确的数据采集。

数据整合与传输

将采集到的来自不同 CNC 设备的多源数据进行整合和标准化处理，使其符合统一的数据格式。然后通过可靠的网络传输通道，将处理后的数据发送到上层的生产管理系统或数据分析平台，以便进行进一步的加工分析和决策支持。

（三）SCADA 数据采集

系统集成

将 “不需要点表的工业网关” 作为 SCADA 系统与底层设备（包括 PLC、CNC 等）之间的中间桥梁进行集成。工业网关通过与 SCADA 系统的通信接口（如 OPC UA、Modbus TCP 等）进行连接，实现数据的双向传输。

数据汇聚与转发

工业网关从底层设备采集到的数据，按照 SCADA 系统要求的格式和协议进行重新封装后，实时转发给 SCADA 服务器。同时，也能够接收 SCADA 服务器下发的控制指令，并将其准确无误地传送到相应的设备，实现对设备的远程控制和监控。

数据缓存与断点续传

考虑到网络稳定性可能对数据传输造成的影响，工业网关具备数据缓存功能。在网络中断时，将采集到的数据临时存储在本地缓存中，待网络恢复后，自动进行断点续传，确保数据的完整性和连续性，不丢失任何重要的生产数据。

深控技术——不需要点表的工业网关

三、应用案例

案例一：机械加工车间智能化升级

项目背景

某机械加工车间拥有多台不同品牌和型号的 CNC 机床，以及用于车间设备控制和管理的 PLC 系统。过去，车间对设备运行数据的采集和管理主要依靠人工记录和定期巡检，存在数据不准确、不及时以及无法实时监控设备状态等问题。为了提高生产效率、降低设备故障率、优化生产工艺，车间决定进行智能化升级，引入数据采集与分析系统。

解决方案实施

在每台 CNC 机床和 PLC 设备处安装深控的 “不需要点表的工业网关”。网关通过自动识别和适配设备的通信协议，成功采集了 CNC 机床的加工参数、运行状态、刀具寿命等数据，以及 PLC 系统控制的设备开关量、模拟量等信息。

将采集到的数据传输到车间的本地服务器上，搭建了一套基于大数据分析的生产管理系统。该系统对数据进行实时分析和可视化展示，生产管理人员可以通过电脑或移动终端随时查看设备的运行情况、生产进度、加工质量等关键指标。

当设备出现异常时，系统会自动发出报警通知，并通过短信或邮件的方式推送给相关维修人员。同时，系统根据历史数据和实时数据分析，为设备维护提供预测性建议，提前安排设备维护计划，减少设备突发故障对生产的影响。

应用效果

实现了对车间设备的实时监控，设备故障率降低了 [X]%。通过对加工参数的实时优化，产品加工精度提高了 [X]%，废品率降低了 [X] 个百分点。生产管理人员能够根据准确的生产数据及时调整生产计划，车间整体生产效率提高了 [X]%。

案例二：自动化生产线的高效运维

项目背景

一家电子制造企业的自动化生产线由多个环节组成，每个环节都配备了 PLC 控制器来实现设备的自动化运行，同时生产线还配备了 SCADA 系统用于对整个生产过程进行监控和管理。然而，由于生产线中设备种类繁多，通信协议不一致，导致数据采集和系统集成难度大，SCADA 系统无法实时准确地获取设备的运行数据，影响了生产效率和质量的提升。

解决方案实施

在生产线的各个关键节点部署深控的 “不需要点表的工业网关”。网关自动识别并连接了不同品牌和型号的 PLC 设备，实现了对设备数据的快速采集和整合。同时，网关与现有的 SCADA 系统进行无缝对接，通过标准化的数据接口将采集到的数据实时传输给 SCADA 服务器。

在 SCADA 系统中，对数据进行了进一步的分析和处理，开发了一系列的监控界面和报表功能。生产管理人员可以直观地了解生产线的运行状态、设备性能指标、生产产量等信息，并能够根据数据分析结果及时调整生产参数和优化生产流程。

通过工业网关的远程管理功能，技术人员可以在远程对设备进行监控和维护。当设备出现故障时，能够快速定位故障原因并进行远程诊断和修复，大大缩短了设备停机时间，提高了生产线的整体运维效率。

应用效果

解决了生产线数据采集和系统集成的难题，SCADA 系统的数据准确性和实时性得到了显著提高。设备停机时间减少了 [X] 小时 / 月，生产线的生产效率提高了 [X]%。通过对生产数据的深度分析，优化了生产工艺，产品质量合格率提升了 [X] 个百分点，为企业带来了显著的经济效益。

案例三：能源管理与优化的工业应用

项目背景

某工业园区内有多家企业，涉及多种工业生产领域，包括机械制造、化工、食品加工等。园区内的企业普遍存在能源消耗大、能源管理粗放的问题，缺乏对能源数据的实时监测和分析，难以实现能源的优化利用和成本控制。为了提高园区的能源管理水平，降低能源消耗成本，决定建立一套能源管理系统。

解决方案实施

在园区内各企业的主要能源消耗设备（如电机、变压器、锅炉等）上安装 PLC 控制器，并通过 “不需要点表的工业网关” 将其接入能源管理系统。网关自动采集 PLC 控制器中的能源数据，包括电能消耗、用水量、燃气用量、蒸汽压力和温度等参数。

对于一些具有智能通信接口的能源计量仪表（如智能电表、水表等），工业网关也能够直接与之通信，获取更加准确和详细的能源数据。同时，网关将采集到的能源数据上传到园区的能源管理中心服务器，搭建了基于云计算和大数据分析的能源管理平台。

在能源管理平台上，对园区内各企业的能源数据进行实时监测、分析和统计。通过数据分析，发现能源消耗的高峰时段和低谷时段，以及能源浪费的环节和原因。根据分析结果，为企业制定了个性化的能源优化策略，如调整设备运行时间、优化生产工艺、加强能源设备的维护管理等。

应用效果

实现了园区内能源数据的实时采集和集中管理，企业对能源消耗情况有了更加清晰的认识。通过能源优化策略的实施，园区整体能源消耗降低了 [X]%，能源成本节约了 [X] 万元 / 年。同时，企业的环保意识和能源管理水平得到了显著提高，为可持续发展奠定了坚实的基础。

通过以上三个应用案例可以看出，深控技术研发的 “不需要点表的工业网关” 在 PLC、CNC、SCADA 数据采集中具有显著的优势和广泛的应用前景，能够为不同行业的工业企业提供高效、可靠的数据采集解决方案，助力企业实现数字化转型和智能化发展。

审核编辑 黄宇