一、数据监控与采集状况分类：

下位机数据监控与采集控制，主要是监控控制层（PCS）每台自动化设备的运行状态、产量、故障等信息，并将采集到的数据上传**MES上位机生产管理系统中心，构成以MES为中心的生产物联网系统，实现工厂自动化生产。由于是采集控制层设备的运行数据，因此数据的采集和控制层的设备类型，设备新旧及自动化程度有着直接的关系。

根据工厂生产设备的差异，可以简单的将下位机数据监控与采集实施分为以下3种类型：
1、全自动化生产设备（能记录工作数据，可通讯）：安装PLC智能控制器或者工控电脑板，记录工作数据并提供内部运行数据可读接口（TCP/IP、MODBUS/RS232、PROFIBUS/RS485、CCLINK等）；

设备有自身监控系统，时时记录设备开机时间、运行时间、运行状态、电机转速、电机电流、故障代码、产品加工型号、加工数量、合格品数量等工作信息。此时让客户提供这台机器的内部通讯地址表，以及每个地址位数值代表的意义，那么久很轻松的监控到这台设备的工作信息。

这个关键是看能否拿到设备生产厂家的开发资料，因为设备生产厂家有些会将内部通讯地址表给到他们的客户，以方便客户生产联网工作，但是有些设备生产厂家将其作为内部资料，不提供给他们的客户，因此需要看具体的设备，是否可以拿到内部数据通讯地址表。
 
解决方案：

A、读取PLC或者工控电脑板的IO口数据,但是会破坏设备本身的接线结构,影响设备保修等状况；
B、外扩通用数据采集控制板，等于是**立系统，对设备本身没有影响，还可以精确采集想要数据，给到MES上位机部分；

2、全自动化生产设备（不可通讯）和半自动化设备；
全自动化设备（不可通讯）：是指这个设备是可以完成全自动化工作，只是没有自身数据记录功能（如记录运行的状态、加工的数量、运行时间等参数），**多只有一个故障报警提示；

半自动化设备：只能完成自身的局部工作，没办法提供运行数据输出；

解决方案：

A、外扩通用数据采集控制板，等于是**立系统，对设备本身没有影响，可以精确采集MES上位机需要的数据；同时对半自动设备在通用数据采集控制板上增加控制功能，将半自动化设备升级为自动化，满足MES生产控制系统需求。

3、人工操作的手动设备；

人工操作的手动设备，要不根据生产的需求安装上控制器，实现设备的自动化；要不就购自动化新机，满足MES自动化生产需求；

解决方案：

A、用PLC智能控制器实现设备的自动，并将需要数据输出；
B、外扩通用数据采集控制板，同样在这个通用的控制板上增加功能，控制手动设备实现自动化操作，并精确采集这台设备的工作信息，供MES上位机系统控制；

总结：综合以上的3种类型，**终得出一种比较通用、方便、对客户设备影响较小的数据监控与采集方案（参照如下方案图）；

二、MES通用数据监控与采集控制板设计方案

1、功能框架示意图：

A、数据监控与采集总框架：

备注：每台自动化设备都安装一块数据采集控制板，分别采集到需要的数据后，然后通过工业485总线方式统一提供给MES控制系统PC电脑上位机；PC机对生产工作数据的统计，生产状态的分析等。

B、数据监控与采集板内部功能框架：

2、数据监控与采集板输入输出功能描述（后续根据功能要求，任意连接外围传感器）：

输入：
4-20mA模拟输入：2个；连接各类4-20mA检测传感器，如电机转速传感器；
AD模拟量检测输入：4个；可以用于检测设备工作状态，工作电流，工作温度，以及其它压力、扭力等等；
开关信号输入：红外光电开关，位移开关等等，用于检测加工数量，加工速度等等；
电源处理模块（输入市电AC220V或者设备取电AC24V，经电源处理模块处理后单片机供电）；
RS232通讯端口：用于扫描**，打印机等外部设备通讯接口；

输出：
继电器：5个；用于外部控制输出（如外界报警器，或者联机开关信号输出），以及半自动化设备的升级控制；
4-20mA输出：3个；用于设备升级控制板输出，如变频电机的转速控制/调速等;
锅炉加热管：9000W/ 12000W*2=24000W （外置接触器控制）；
LED工作指示灯：包含电源指示灯、485联机通讯指示灯、设备外围输出工作状态指示灯等；

3、数据传输通讯协议：

生产管理系统PC上位机部分提出需要每台自动化设备的哪些工作数据内容、数据精度、以及其他要求，（如电机的工作状态，电机转速，生产产量等等）；

PC上位机与数据采集下位机，双方确认好通讯协议，数据包格式等等；

下位机数据采集控制板负责设备数据的采集，将采集到的数据通过485总线发送给上位机，让上位机部分做生产数据分析、统计处理，整理生产报表等；

三、通用数据采集控制板的使用优势：

1. 控制板通用性：在不影响设备原结构的基础上，可以方便快速的安装在自动化设备上，然后接上外围传感器，就可以监控和采集需要的数据，如此调试时间短；
2. 数据采集控制板的所有接口都固定在一块板子上，采用机电插拔接口，安装容易接线，后续一旦由于某些方面原因损坏也容易更换，方便维修；
3. 数据采集控制板相对价格低廉，通用性强，是市场后续发展的优势。

备注：以上是根据市场情况初步整理的实施方案，具体的需要根据实际的项目，结合实际的功能要求测试制作。