自动化设备数据采集系统的开发与应用

潘 辉

（深圳市深杰皓科技有限公司，广东深圳 518000）

数据采集是企业信息管理系统的关键构成，尤其是针对制造企业来说，需要对生产设备工作状况、产量等数据进行动态掌握，以便为生产决策和生产管理提供依据。随着企业基础数据类型、数量越来越多，需要引进自动化设备数据采集系统，提高数据采集能力，保障数据采集精准性、时效性、完整性，强化数据分析效率，减少人工数据处理引起的失误、效率低下等问题。随着信息技术、电子技术的高速发展，自动化设备数据采集系统开发和应用步骤在各行各业得到广泛重视和关注，对于提高生产管理质量发挥了重要作用。

1 自动化设备数据采集系统优势

信息时代，信息技术高速发展，企业经营生产中形成的数据信息量越来越大，数据采集、分析和处理工作是开展企业生产管理的重要依据。同时数据采集是数据信息管理的关键性基础环节，可以通过数据采集，帮助企业了解设备运行状态、生产产量等，以便为生产决策的优化提供数据支持[1]。在信息技术、电子技术、网络技术、智能技术的支持下，自动化设备数据采集系统逐渐开发和广泛应用，改变了以往人工数据录入的缺陷，减少了人工操作的失误、数据滞后等问题，有效提升了企业数据管理和生产水平。由此可见，自动化设备数据采集系统在各行各业发展中发挥了重要作用，应用前景较为广阔，特别是在光纤制造、航海行业等受到加大的青睐。因此，为了进一步提高企业生产管理水平，需要认识到自动化设备数据采集系统的重要性，了解其优势特点，掌握基本操作流程，分析其开发应用步骤，以便在企业信息管理中充分发挥其功能作用。图1是一种在分布式智能边缘计算技术基础上形成的自动化数据采集方法与流程。

图1 自动化数据采集方法和流程

1.1 完整记录数据信息

相对于以往人工采集模式，自动化设备数据采集系统可以对更大范围内的数据进行全面性采集，而且数据采集量更大，可以对不同类型的数据进行同步采集，并能构保障数据的完整性和准确性。同时，该系统在进行数据采集工作时的效率较高，可以对海量数据进行综合性统计和分析，这是以往人工统计模式中难以达到的。

1.2 保障数据采集时效性

现代化企业生产管理中，往往需要掌握一些实时数据，如生产环境的温度、设备压强等，并对其动态变化进行跟踪观察和记录，及时反馈给管理人员，以便为生产方案的调节和优化提供依据。使用自动化设备数据采集系统，可以实现对各类数据的及时性采集，实现对相关数据的动态、实时监控，特别是针对那些容易瞬间变化的数据进行精准抓取和采集，避免出现数据误差问题，保障理论数据与实际数据的一致性，这样可以为生产方案的优化提供依据，保障产品质量。

1.3 强化数据调控能力

在以往的数据采集模式时，数据采集流程较为复杂，包含下达采集指令、数据汇总分析、逐级上报等环节，耗时较长，难以对企业生产状况进行及时反映，导致企业管理层难以实时掌控企业运营情况，对其管理决策带来很大难度，也导致生产问题难以及时传达到领导层，致使生产调整指令的下达存在严重的滞后性，不利于企业生产效率和质量的提升[2]。因此，需要引进自动化设备数据采集系统，可以对各类海量数据进行同步采集、汇总和分析，及时上报给领导层，方便其实施掌控企业生产状况，为生产调整和优化提供科学依据，最大程度上提高企业生产效益。

1.4 拓展数据覆盖范围

自动化设备数据采集系统运行过程中，可以对更大范围的数据进行高精度采集和汇总，并保障数据信息的准确性和时效性，为企业管理决策提供更加及时、准确、全面的信息依据，为企业长远发展提供科学依据。

1.5 提高数据处理能力

自动化设备数据采集系统可以对各类数据进行高效性、快捷化采集并汇总，并能够发挥其自身的功能优势，对采集回来的数据进行高效性分析和处理，保障数据处理结果的精准性，从而减少数据信息管理成本，为企业管理提供更加针对性和精准性的数据，满足企业数据需求，同时深度挖掘数据内在的可利用价值，为企业生产决策的判断和分析提供依据。

2 自动化设备数据采集系统特点

2.1 自动化程度高

在企业信息数据管理工作中，应用该系统可以保障计划任务的自动化完成，同时对设备参数的变化进行自动监控，开展智能化分析，从而自动调整生产计划和任务，并向工作人员及时反馈错误信息，并全面记录和汇总，为信息核对提供保障，充分体现其自动化管理监控特点。

2.2 工作效率好

该系统运行过程中，可以对数据进行高效采集和分析，节省工作时间，减少人员工作量，避免人工失误引起的返工问题。同时还可以保障系统各个电子部件之间的相互协调、合作，共同完成生产任务。一旦出现突发状况，就会自动采取应急措施进行处理，既可以提高工作效率，也可以减少工作损失。

2.3 开放性优势

企业经营生产中，需要结合企业需求的不同，安装各类软件来满足企业的多样化功能需求。同时还可以允许其他电子系统加入进来，对原有系统进行适当的增减，从而减少运行费用，提高运行效益。还可以实现软件再升级，满足新的功能需求，从而满足不同服务对象的不同功能需求，保障系统对不同生产方式的适应性，提高其可持续使用。

3 自动化设备数据采集系统的开发与应用步骤

在现代化工业生产发展历程中，自动化设备数据采集系统应用范围越来越广泛，对于提高数据采集效率和质量发挥了重要作用，发展前景较为广阔。在实际应用开发中，需要结合行业的不同，对其相关功能进行针对性开发和利用，保障设计方案的针对性和有效性，最大程度上发挥系统的功能作用。其中，为了实现对数据的快速采集和智能化处理，需要体现以下功能：可以支持人员移动办公，从而实现无纸化操作，减少人为操作，增加数据处理便捷性；可以对数据进行快速查询和处理，快速生成单据，并在短时间内转换流程，体现数据处理的时效性；可以实现自动报警和智能报错，保障数据处理质量。图2为某航空数字化车间的自动化设备数据采集系统框架图。

图2 自动化设备数据采集系统框架图

在进行具体的开发与应用过程中，需要按照如下步骤进行，从而保障其功能性。

3.1 开展行业调查

行业不同，其所需要的系统功能、设计要点存在很大的差异性，而且也需要不同的计算机组装方式进行应用，尤其是需要结合具体行业的实际需求，进行针对性的软件编程，其运算方式与路径也有所差异。基于此，在进行系统开发和应用中需要开展全面的行业调查工作，对行业特征深入了解，并对其功能需求展开全面分析，从而明确需要采集的数据类型、特点等，制定针对性和适宜性的开发设计方案，使其功能特征与行业特点相契合，实现自动化设备数据采集系统功能设计的有效性和可行性，真正发挥其在生产制造中的优势作用。

3.2 软件系统开发

在进行软件系统开发时，需要结合功能需求的差异性，对软件开展针对性编写，从而保障其功能适宜性和有效性，满足实际生产管理中的功能需求。在数据库接入环节，需要严格按照系统设备的功能特点，对通信协议、控制程序进行配套性设置，从而实现两者的契合性和协调性。在对程序兼容性进行设计时，要注意不能影响系统运行的安全性，更加不要破坏其整体性，选择的接入方式、数据库形式等要符合系统运行需求。还要结合实际情况，引进适宜的软件，实现对不同文件的有效性控制，从而确保数据信息的完整性和真实性。在软件开发应用时，需要树立前瞻性意识，为今后软件升级和再开发做好准备，并开通相应的接口，从而满足今后软件升级需求。图3为自动化设备数据采集系统的运行流程图。

图3 自动化数据采集软件流程图

3.3 硬件系统开发

硬件系统是数据采集系统的重要基础，包含检测设备、传输设备、处理单元等构成，同时还需要具备相应功能的主机，实现数据采集作业，以便在对数据进行采集的过程中可以对其同步记录，实现数据采集的自动化与智能化，全面做好数据汇总工作。在此基础上，可以相应地添减硬件设施的数量，既可以保障数据采集系统的实用功能，也可以减少运行成本，提高企业的综合效益。例如，在具体开发应用中，可以把工业设备接入到工业物联网网关，实现设备联网；这样工业物联网网关可以对设备数据开展全面采集，将其传输到云端、服务器等进行存储和分析；终端用户可以从云端设备上获取相关数据，即用户在手机端获取工厂监控视频信息、数据信息等，也可以在现场监测屏幕上实时显示设备生产数据。

3.4 控制与检测环节

在系统运行过程中，需要保障数据采集的自动化，同时需要结合系统硬件功能特点，开展针对性分析和运算，实现数据单据的自动生成，并对其同步自动记录和汇总，把最终结论传输到数据库的对应位置，这样可以为后续数据校准工作的开展奠定良好的基础，为数据及时检测、分析和处理创建条件。

4 结语

综上所述，自动化设备数据采集系统在企业生产管理中发挥着越来越重要的作用，需要展开全面的行业调查，了解企业功能需求特点，从而对系统功能进行针对性设计和开发。同时需要对系统软硬件进行优化设计，强化控制和检测功能，保障其对企业数据进行及时、高效、准确的处理和分析，为企业生产运营决策的科学性制定提供精准的数据依据，为企业可持续发展提供辅助功能。由此可见，自动化设备数据采集系统具有良好的发展前景，并逐渐向智能化、科学化方向发展，尤其在石油、配电、市政、化工、电力、机械制造等行业发展中发挥着重要作用。