一、项目概述

MDC数据采集系统用于帮助企业通过全自动的软件采集方式，实时采集生产现场产量与品质数据，减少了大量的人工 表，做到无纸化生产，监控车间机床的利用率、空闲率、 警率、零件生产量等情况，并将采集到的数据生成相应的 告，公司领导层可以做出针对性的管理措施，最终帮助企业提高企业的生产效率。
通过系统采集到的数据可进行可视化详细设备状态分布图表，通过机床视图可以查询某一设备在一段时间内详细的动作记录，这是最直观的设备信息查询方式。通过它管理者无需担忧由于出差而无法掌控车间的实时生产状况。
MDC数据采集系统整体应用模式如下图：

3.2 络拓扑结构

通过有线/无线方式，实现全厂机床联 ，使用一台服务器统一联 管理，帮助企业解决加工程序通讯及管理上的困扰。

产品的软件功能采用上下分层的三层模块化结构：数据层、服务层和设备适配层，由于系统主要完成“承上启下”的作用，系统的下层依赖物理设备层，为上层为应用层提供基础数据服务。上层通过对下层的调用完成相应功能。

4.2 系统功能模块

系统主要由以下七个模块构成，如下图5-1：

5.1.2 数据监控流程设计

通过5.1.1章节运行机制设计，将实时采集到的数据通知到数据展示模块，内部通过IService接口用于实时数据拉取，采集软件内部再实现一个服务器用于接收显示客户端的连接，将数据进行实时的传输。当读取设备数据发生变化则通知数据库处理程序进行数据入库。

5.2.2 设备管理模块

设备管理模块为整个采集系统的核心，起到“承上启下”的功能，向下把设备管理起来，向上提供统一设备操作和基础管理。设备增、删、改、查等操作，同时为数据汇总业务提供基础信息。

5.2.3 数据总线模块

设备管理模块完成设备的管理和与物理设备建立连接后，对于连接设备的实时数据收集和命令下发的响应都需要通过数据总线模块进行传递，该模块将数据向上进行对接，以便上层模块进行数据的各种运用。

5.2.4 配置管理模块

该模块主要完成，采集系统的配置相关功能，通过统一WEB可视化界面进行设备列表，采集数据项，服务列表等一系列的数据配置，最终生成配置文件，以便设备管理模块通过配置文件进行按需数据采集，提高采集软件的灵活性。

5.2.5 数据 关模块

该模块为向上对应应用层的重要模块，提供常用数据对接协议接口，如：MQTT、RESTful接口，属于数据层核心模块，通过内部RPC服务获取实时数据，进行数据分发。

5.2.6 协议转换模块

为让系统更好对接，对标准数据进行转换，如转换成：OPC-UA、MTConnet以及其他定制的协议等

5.2.7 数据存储模块

主要为了方便数据进行持久化存储，提供一个服务模块来应对各种数据持久化。可以再该模块进行扩充成各种数据持久化，如关系型数据库、非关系型数据库、时序数据库和消息队列等，以便应对各种业务需求。该模块为扩展功能，前期可先不进行开发。

5.3 技术栈

对于技术栈目前考虑到跨平台和开发效率上选择C#的.Net Core为主要开发语言，同时可能辅助使用C++、Lua等语言。内部数据RPC现计划使用gRPC框架，主要的通信借口为MQTT、OPC-UA，配置前端页面选择Vue前端框架。使用Consul来作为服务发现工具。

• 开发语言：.Net Core、C++、Lua
• 使用框架：gRPC、MQTT、Consul、Vue，OPC-UA

六、总结与展望

先完成整体数据采集框架，后期大概方向如下：

• 软件跨平台：为移植软件到工业 关，做好前期准备
• 工业 关：让采集软件嵌入到工业 关中，以完成边缘侧数据采集

前期工作先主要完成：数据 关（完成数据采集链路），其他扩展功能后期再逐步进行完成。

参考文献

[1]国家制造强国建设战略咨询委员会，中国工程院战略咨询中心．智能制造[M]．北京：电子工业出版 ，2016．
[2]李智，汪惠芬，刘婷婷，等．面向制造过程的车间实时监控系统设计[J]．机械设计与制造，2013．

交流共同进步