冯工聊数采NodeSCADA · 工控老兵手记 · 数据采集MES对接案例 PLC数据上报MES CNC数据采集

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去年12月份在齐鲁大地做了一个项目，给新能源汽车供应配件的厂子，一个冲压车间，甲方的需求说起来不复杂：现场三类设备的数据采进来，推给MES，另外给车间做一块可视化大屏。

设备清单：10台正泰电表、1套西门子S7产线PLC、1台发那科0i系统的CNC加工中心。

这篇把整个配置过程写出来（保密需要，文中截图和数据都做了脱敏处理，不是现场真实数据）。

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整体架构

先说清楚数据整整体是怎么一个流程

MES那边的数据通过HTTP定时推送，5秒每次。大屏是通过网页 nginx 部署的。自己开发的，直接调NodeSCADA的HTTP API实时拉取（接口1秒一次），NodeSCADA的接口可以查询实时数据，也可以查询点位的历史数据。不需要MES后端中转，这一点极大地减少了跟mes对接的工作量。

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一、电表采集：10台正泰，两个串口服务器

10台电表分布在2个电控柜里，每个柜5台，走RS485总线。RS485不能直接接网络，需要转一下。

这里用了有人口红串口服务器，两台，一台管一个柜，加起来不到1张哇塞，接上网线就能用。

串口服务器把RS485转成TCP，NodeSCADA这边用Modbus TCP协议连上去采集。每台电表配了不同的站号，NodeSCADA按站号区分，10台电表在一个驱动器下配好各自的站号和点位就行。

每台电表采集的点位：

• 电压（A/B/C三相）
• 电流（A/B/C三相）
• 有功功率
• 电能累计值
  正泰电表的寄存器地址文档，官网竟然没找到，隐藏的太深了。最后是找厂家售后要的。拿到之后按文档配地址，Modbus功能码03，读保持寄存器，数据类型注意对——电能累计值是32位浮点，这个在采集软件直接配置就行，当你配置为单精度浮点的时候，软件自动去读两个寄存器，并且按照浮点数规则展示。

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二、产线PLC采集：西门子S7，产量+报警

产线PLC是西门子S7-1200，走以太网，NodeSCADA用S7协议直连，不需要额外硬件。

需要采集的点位：

• 当日产量（DB块，word）
• 良品数（DB块，word）
• 不良品数（DB块，word）
• 报警信息（DB块，word，枚举）
• 产线运行状态（M区，BOOL）
  S7协议配置前，PLC那边要确认是否开启了PUT/GET通信权限，1200默认是关的，需要在博途里打开，不然连得上但读不到数据。这个细节卡过不少人，碰到102端口TCP连接正常但S7通讯失败的情况，先查这个。

报警信息是一个数值，现场有16条报警定义，名称按报警枚举含义命名，这个是原始值直接推给了MES， 看板上根据枚举值显示具体的报警文本。

S7采集示例图

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三、CNC采集：发那科0i，宏变量+产量+刀具寿命

这台CNC是发那科0i系统，走以太网，NodeSCADA支持发那科协议，直接配IP地址连上去。

需要采集的内容：

• 宏变量 #100～#120（用于存工艺参数，甲方自定义的）
• 加工工件数（产量）
• 刀具寿命数据
  发那科的宏变量读取，在NodeSCADA里按变量号配就行，#100对应地址100，依次往下。宏变量的数据类型是双精度浮点，配置时注意选对。

刀具寿命这块稍微说一下。发那科系统里刀具寿命管理有两种模式：计数方式和时间方式，读出来的值含义不一样。这个要提前跟工艺那边确认或者在发那科系统的HMI上看清楚，不然采回来的数字没法直接用。

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四、HTTP推送配置：按MES要求组装格式

三类设备的数据采进来之后，统一通过HTTP推送给MES。

MES那边要求的格式是一个列表，每一项是一个采集点，结构如下（结构和数值已脱敏）：

[
  {
    "code": "1200_t1",
    "name": "温度",
    "value": null,
    "transformed_value": null,
    "identifier": "t1",
    "deviceCode": "1200",
    "dataType": "uint16",
    "localtime": null
  }
]

每个点位要有code、name、value、deviceCode、dataType、localtime这些字段，其中code是deviceCode_identifier的拼接格式。

NodeSCADA的推送模板支持完整的art-template语法，模板里用forEach循环遍历所有需要推送的点位，每个点位组装成MES要求的对象结构，最后用JSON.stringify转成字符串推出去。这样不管点位有多少，模板逻辑是固定的，新增点位只需要在采集侧加配置，推送模板不用动。
具体写法见截图。
数据源用的历史库推送，有时间指针，网络抖了之后自动补推，不丢数据。

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五、可视化大屏

大屏是甲方IT自己开发的前端页面，数据直接通过NodeSCADA的HTTP API获取，想要哪个点位的实时值就调接口取，不需要后端服务做中转。NodeSCADA本身提供了开放的HTTP API，这块对接起来没什么复杂的，前端那边按接口文档接就行。由于这个涉及到客户隐私，就不放图了。

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整体跑下来的感受

这个项目三类设备协议都不一样——Modbus、S7、发那科——放在一个软件里统一管理，配置界面是一套，采集出来的数据在同一个地方看，推送也是统一配置，比以前每种设备搞一套方案、分开维护要省事很多。

现场调试花了两天，大部分时间在对MES的点位清单——甲方MES那边要200多个点位，每个点位的code、name、dataType都要跟他们对好，这个过程比采集本身费时间。

对接完之后MES那边的产量统计、MES能耗报表当天就跑起来了，比我预期要顺利。

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链接 → windows 数据采集软件 NodeSCADA

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