在工業(yè)自動化領(lǐng)域，PLC（可編程邏輯控制器）一直扮演著“設(shè)備大腦”的角色。它負責(zé)邏輯控制、信號處理和動作協(xié)調(diào)，但當(dāng)企業(yè)開始談?wù)摗皵?shù)字”、“可視化”和“遠程操作和維護”時，只有PLC是不夠的——必須讓數(shù)據(jù)流動。這涉及到今天的主題：PLC數(shù)據(jù)采集的方法和設(shè)備。

一、為什么要做PLC數(shù)據(jù)采集？

過去，生產(chǎn)線上的PLC只需要控制設(shè)備，不需要與外部系統(tǒng)通信。操作員可以通過看指示燈和聽報警來知道問題出在哪里。但是今天的工廠不一樣:能源要精算，生產(chǎn)線要優(yōu)化，設(shè)備要預(yù)測維護，車間要遠程監(jiān)控。

實現(xiàn)這些目標(biāo)的前提是實時收集PLC中的數(shù)據(jù)，如運行狀態(tài)、工藝參數(shù)、報警記錄、輸出計數(shù)等。只有讓這些底層數(shù)據(jù)上傳到MES、只有SCADA或云平臺，企業(yè)才能看到“真實”的生產(chǎn)現(xiàn)場。

二、PLC數(shù)據(jù)采集的常用方法

根據(jù)不同的現(xiàn)場條件和項目目標(biāo)，PLC數(shù)據(jù)采集一般有幾種典型的方式，每種方式都有自己的特點。

1. 通過通信協(xié)議收集

這是最主流、最穩(wěn)定的方式。不同品牌的PLC支持不同的協(xié)議：

S7協(xié)議或Modbuss TCP；

三菱使用MC協(xié)議；

歐姆龍使用FINS；

施耐德常見的Modbuss RTU/TCP；

臺達、匯川等國產(chǎn)PLC也支持Modbus系列。

通過工業(yè)網(wǎng)關(guān)或收集器讀取PLC寄存器中的數(shù)據(jù)，并實時上傳到上位機或云，是目前最標(biāo)準的收集方法。其優(yōu)點是速度快、精度高、抗干擾能力強。

2. 通過IO信號采集

當(dāng)一些舊的PLC或特殊場合不能直接通信時，可以通過模擬量/數(shù)字量信號采集。例如，通過電流、電壓、繼電器接觸等信號監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)。這種方法成本低，通用性強，但缺點是數(shù)據(jù)維度小，無法實現(xiàn)深度監(jiān)控。

3. OPC / MQTT中間件模式

如果系統(tǒng)中已經(jīng)存在上位機或SCADA平臺，可以通過OPC DA/UA或MQTT協(xié)議進行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。OPC用于工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，MQTT更適合跨網(wǎng)遠程采集。

許多現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)關(guān)同時支持這兩種方式，實現(xiàn)“PLC→網(wǎng)關(guān)→云平臺的數(shù)據(jù)報告鏈路。

4. 無線采集和遠程傳輸

對于分布式現(xiàn)場，如多個車間、分廠甚至跨區(qū)域項目，可采用4G/5G/NB-采集物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)。無線傳輸雖然對帶寬和延時要求較高，但在運維效率上遠優(yōu)于傳統(tǒng)的布線方式。

三、PLC數(shù)據(jù)采集設(shè)備選擇要點

與通用采集模塊不同，PLC數(shù)據(jù)采集設(shè)備強調(diào)協(xié)議兼容性、實時性和穩(wěn)定性。

選擇時應(yīng)考慮以下因素：

協(xié)議兼容性：能否支持多品牌、多協(xié)議同時接入？

采集速率及緩存機制：網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時是否有斷點續(xù)傳？

邊緣計算能力：能否在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)過濾、計算、預(yù)警？

安全性：支持加密通信、設(shè)備認證，防止數(shù)據(jù)泄露。

運維方式：能否遠程配置、升級、診斷？

縱橫智控的EG系列工業(yè)網(wǎng)關(guān)，該系列支持S7等主流PLC協(xié)議，如S7、Modbus、MC、FINS、OPC UA等，可同時連接到一個設(shè)備上的多品牌PLC，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、邊緣計算和云傳輸?shù)娜^程處理。

它不僅可以穩(wěn)定地讀取PLC寄存器數(shù)據(jù)，還可以本地計算、壓縮和緩存收集的數(shù)據(jù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中斷時自動保存數(shù)據(jù)，恢復(fù)后繼續(xù)傳輸，避免數(shù)據(jù)丟失。這種設(shè)計對現(xiàn)場操作和維護尤為關(guān)鍵。

四、典型的應(yīng)用場景

一家汽車零部件廠的生產(chǎn)線上部署了幾十個PLC，分別控制沖壓、注塑、噴涂等工藝。過去工程師手動導(dǎo)出日志，做統(tǒng)計報表，費時費力。

后來，他們使用了縱橫智控的EG8200系列的邊緣網(wǎng)關(guān)，通過以太網(wǎng)連接到西門子S7和三菱PLC。所有設(shè)備數(shù)據(jù)自動收集到中央服務(wù)器，實現(xiàn)能耗監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)看板和異常報警。

項目啟動后，數(shù)據(jù)采集成功率接近1，生產(chǎn)報表由“人統(tǒng)計”向“系統(tǒng)自動生成”轉(zhuǎn)變，節(jié)省了大量的人工時間。

五、PLC數(shù)據(jù)采集趨勢

邊緣智能：未來的采集設(shè)備不僅是“數(shù)據(jù)搬運工”，而且可以在現(xiàn)場進行預(yù)處理、異常檢測和邏輯計算。

協(xié)議整合：越來越多的系統(tǒng)需要多品牌PLC互聯(lián)，支持Modbus、S7、OPC UA、MQTT的多協(xié)議融合成標(biāo)配。

安全性和可管理性：設(shè)備需要具備遠程升級、權(quán)限控制、加密認證等安全能力。

云和可視化：數(shù)據(jù)不再停留在工廠，而是通過云可視化平臺實現(xiàn)多維分析和智能預(yù)警。

這些變化表明，PLC數(shù)據(jù)采集的核心價值正在從“可見”轉(zhuǎn)向“可分析”和“可決策”。

六、總結(jié)

PLC數(shù)據(jù)采集，看似是技術(shù)環(huán)節(jié)，實則是企業(yè)數(shù)字化的“橋頭堡”。

采集設(shè)備的選擇、協(xié)議的兼容性和邊緣處理能力的設(shè)計決定了整個系統(tǒng)的可持續(xù)性和可擴展性。

縱橫智能控制始終認為，穩(wěn)定、開放、安全是數(shù)據(jù)采集設(shè)備的三個基本要素。

無論是小車間的設(shè)備監(jiān)控，還是跨區(qū)域的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，只要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)穩(wěn)定，后續(xù)的分析和優(yōu)化都是有意義的。

如果你正在計劃PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，或者想讓現(xiàn)場數(shù)據(jù)更“聰明”地流動，不妨了解一下垂直和水平智能控制的工業(yè)網(wǎng)關(guān)計劃，這可能會幫助你少走彎路。