工业设备数据采集解决方案

工业设备数据采集解决方案

通过多协议边缘采集与统一标准化接口，支持异构设备实时稳定接入与数据清洗，构建高质量数据底座，助力企业实现设备数字化管理、生产过程监控及智能化业务联动，全面提升工业现场数据价值与运营效率。

采集方案背景

工业设备接口多样、协议复杂，现场采集难以统一，制约智能化系统深入推进

现状与挑战

  • 设备种类复杂，接口标准不一

  • 多品牌、多年代设备混用

  • 老旧设备缺乏网络接口，使用私有协议

  • 协议封闭或缺乏文档，采集难度大

  • 数据无法连续获取，影响系统联动

解决思路

  • 构建统一接入与标准化采集机制

  • 提升设备数字化基础能力

  • 建立边缘处理与数据清洗能力

  • 支持多协议适配与分级采集策略

  • 支撑全流程智能化建设与业务联动

架构设计

采用三层架构，灵活部署，保障数据采集高效、安全、可控运行。

边缘采集层

部署多协议工业采集终端，连接 PLC、仪表、传感器、CNC 等设备，采集现场运行数据

传输通信层

通过工业交换机、串口转网关等设备，实现数据在现场网络内的稳定传输

平台汇聚层

将采集数据上传至平台，进行解析、缓存、存储和可视化展示，同时向上层系统提供标准接口

架构图

组网方案类型

多种采集方式灵活适配异构设备，精准应对现场复杂接入需求。

设备类别接口类型及举例采集方式说明备注
标准 PLC 产品有标准以太网接口（如西门子、三菱、AB、欧姆龙等）通过 Kepware 或厂家 OPC（如 RSlink）采集，转换成 ModbusTCP 或 MQTT 发送平台市面大部分网关兼容
没有以太网接口，仅串口和编程口需使用串口转以太网网关采集，注意部分串口被触摸屏占用，需精准选型网关非通用，型号选择对设备匹配至关重要
仪器仪表设备有标准协议（Modbus、Bacnet 等）采用通用网关采集，转 ModbusTCP 或 MQTT 发送至平台兼容性好，适用广泛
私有化协议或行业专用协议需厂家提供协议文档，定制开发采集程序高端采集器支持协议定制
CNC 设备多种控制器型号（如 Faunc、三菱、西门子、兄弟等）通用网关难以支持，需专门开发采集程序，按单台设备计费采集难度大，价格较高
注塑机设备多厂商设备且多加密，采集通道受限根据品牌及现场情况单独开发采集程序市场无通用网关，采集难度大
老旧设备无标准通信接口，仅能采集简单开关量、转速等信号加装传感器（计米器、接近开关、红外等），由 PLC 等设备采集后上传平台采集方案需针对现场实际情况设计，兼顾经济实用性

核心功能亮点

覆盖采集、处理、存储、服务等全链路，全面支撑设备数据价值转化。

数据采集与通讯适配

  • 支持主流工业协议（Modbus TCP/RTU、OPC UA、Profinet、MQTT 等）

  • 提供串口转网关、协议解析器及驱动工具

  • 支持数据点配置、状态采集与读写操作

  • 支持多品牌 PLC、CNC、仪表等设备的接入适配

采集管理与边缘处理

  • 支持采集周期配置、断点续传、状态监测

  • 可执行本地规则判断、事件预警、数据筛选

  • 支持本地逻辑触发与设备联动控制

  • 提供数据缓存与轻量边缘模型部署能力

数据处理与清洗输出

  • 支持字段标准化、单位换算、偏移校正等预处理

  • 提供异常过滤、防抖机制，提升数据质量

  • 输出结构化标签格式，便于平台调用

  • 同时支持高频与低频通道，兼顾监控与分析

数据存储与服务接口

  • 支持写入时序、本地与关系型数据库

  • 内置缓存机制，保障断网不丢数

  • 提供 RESTful、WebSocket、MQTT 等标准接口

  • 支持多平台数据同步与权限配置

报警与事件联动

  • 支持离线、超限、断采等多级报警规则

  • 报警联动短信、邮件、Webhook 等方式推送

  • 提供报警记录归档与事件追溯功能

  • 支持多设备联动与联锁策略配置

数据可视化与看板展示

  • 提供实时仪表盘、报警及能耗看板等组件

  • 支持按区域、工位、设备自定义大屏布局

  • 支持趋势分析、数据对比与图表联动

  • 支持历史回放与报表导出

典型应用场景

适用于多行业复杂现场，助力构建高效、可视、智能的工业数据体系。

智能设备统一接入

智能设备统一接入

快速构建从底层设备到平台的数据通道，实现远程监控与统一管理，提升设备管理效率与响应速度，支持远程故障诊断与维护。

老旧设备数字化改造

老旧设备数字化改造

通过加装传感器、边缘网关，实现"无通信设备"的数据可视化，助力老旧设备纳入智能化管理体系，延长设备生命周期，降低改造成本。

复杂设备数据集成

复杂设备数据集成

支持CNC、注塑机等复杂设备的专用采集，打通数据孤岛，实现关键工艺参数实时监控，提升生产过程的透明度与精细化管理水平。

能耗监测与分析

能耗监测与分析

集中接入温控仪、电表等能耗设备，支撑能效分析与碳排放核算，助力企业绿色制造和节能减排目标的实现。

项目实施优势

方案兼容性强，运行稳定，助力智能制造数字化转型

高度兼容

支持主流及非标设备协议接入，灵活适应各类现场环境，满足多品牌、多年代设备混合需求。

运行稳定

具备断点续传、异常自动修复、边缘缓存等机制，保障数据采集的连续性与可靠性。

标准输出

统一结构化数据格式，方便与 MES、ERP、QMS 等上层系统无缝对接，提升数据利用效率。

平台可拓展

支持边缘计算、智能规则、AI 模型等功能的后续扩展，满足不断变化的业务需求。

易于运维

支持远程配置、状态诊断、集中升级及批量管理，提升运维效率，降低运维成本。

安全可靠

采用多层次安全机制，保障数据传输与存储安全，确保工业现场信息资产安全无忧。