老旧设备联网原理
工厂设备数据采集本质上只有三条路径。无论设备多老，总能找到适配方案。
路径一：协议直采
设备自带 PLC 且开放协议（OPC UA / Modbus TCP / EtherNet/IP），通过工业网关直接读取地址表数据。无需改造，只需确认协议版本和地址映射。
适用：2015年后新设备、进口品牌
路径二：外接传感器
老式设备无 PLC 或不开放协议，通过外接接近开关、光电传感器、电流互感器等方式采集运行/停机/计数信号，经 IO 模块或网关汇聚上传。
适用：老式冲床、注塑机、无PLC产线
路径三：控制器串口
老旧 PLC 只有 RS232/RS485 串口，通过串口转以太网模块+协议解析，将串口数据转换为标准格式上传。需要确认串口协议和寄存器地址。
适用：三菱FX/西门子S7-200 等老PLC
数据流向示意
数据默认本地处理，断网时网关缓存数据、恢复后补传，不丢数。
无需改造 PLC 的采集方式详解
很多工厂担心「改 PLC 会影响设备保修」「外接传感器不安全」。以下为经过工业现场验证的安全采集方案。
接近开关 + IO 采集模块
在冲床曲轴或注塑机开合模位置安装接近开关，每动作一次输出一个脉冲信号。IO 模块接入网关，网关计数并计算节拍。完全不影响设备原有电路。
- + 不改PLC、不接控制回路、电气隔离安全
- + 感应距离 1-8mm 可选，安装位置灵活
- − 仅能获取运行/停机/计数，无法获取工艺参数
电流互感器（CT）+ 边缘计算
在设备主回路加装开口式电流互感器（无需断电接线），通过电流波形判断设备运行/待机/停机状态。配合边缘计算模块区分不同运行模式。
- + 开口式CT不断电安装，完全无侵入
- + 可同时监测能耗
- − 复杂工况（频繁调速）区分准确度需调优
串口转以太网桥接
老旧 PLC（如三菱 FX 系列、西门子 S7-200）通常只有 RS232/RS422/RS485 串口。使用串口服务器将其转为 Modbus TCP 或 MQTT，网关再转发到上层系统。需要知道寄存器地址表。
- + 能读取 PLC 内部寄存器数据，信息量丰富
- + 不改 PLC 程序，只读数据不写
- − 需要设备厂家提供寄存器地址表
机器视觉计数（非接触）
对无法安装传感器的特殊场景（高温、强磁、高速运动），使用工业相机+视觉算法进行非接触式计数与状态判断。部署在安全距离外，完全隔离。
- + 完全无接触、无电气连接风险
- + 可同时做简单外观检查（选配）
- − 成本较高、需考虑粉尘/油污/光照影响
支持的协议清单
以下为 QMES 数采模块已验证兼容的工业协议。实际部署时按设备型号逐个评估。
| 协议类型 | 协议名称 | 常见应用 | 接入方式 | 验证状态 |
|---|---|---|---|---|
| 标准工业协议 | OPC UA | 注塑机、数控机床、新出厂设备 | 网关直连，读取节点 | 已验证 |
| 标准工业协议 | Modbus TCP / RTU | PLC、变频器、仪表、传感器 | 网关 TCP 或串口转换 | 已验证 |
| 标准工业协议 | EtherNet/IP | 罗克韦尔/AB PLC、部分欧美设备 | 网关协议对接 | 已验证 |
| 日系 PLC 协议 | MC Protocol (三菱) | 三菱 FX/Q/L 系列 PLC | 以太网模块或串口桥接 | 已验证 |
| 欧系 PLC 协议 | S7 Communication (西门子) | 西门子 S7-200/300/400/1200/1500 | 以太网直连或串口桥接 | 已验证 |
| 国产品牌 | 汇川/台达/信捷 等 PLC | 国产品牌 PLC、运动控制器 | Modbus 或品牌私有协议 | 部分已验证 |
| IOT 协议 | MQTT / HTTP | 智能传感器、边缘计算设备 | 标准 IoT 接入 | 已验证 |
| 物理信号 | 数字 IO / 模拟量 4-20mA | 无 PLC 老设备、简单启停信号 | IO 模块 + 网关 | 已验证 |
不在清单中的协议可做兼容性评估。私有的、非标的协议需要现场测试，一般 1-3 个工作日给出可行性结论。
即插即用硬件包清单
以下为经过现场验证的推荐硬件组合，支持快速部署。不强制绑定品牌，提供 2-3 套可选清单由客户确认。
数采入门包（5台设备）
| 网关 | 工业边缘网关 ×1（8路DI/4路DO/2路AI，支持4G+WiFi+以太） |
| 传感器 | 接近开关 ×5（M8/M12，感应距离2-8mm） |
| IO模块 | 远程 IO 模块 ×1（16路数字量输入） |
| 电源 | 导轨电源 24V/5A ×1 |
| 附件 | 安装支架、屏蔽线缆、接线端子、标签 |
| 预算参考 | 0.8-1.5 万元 |
数采标准包（15台设备）
| 网关 | 工业边缘网关 ×2（主备冗余，支持多协议解析） |
| 传感器 | 接近开关 ×15 + 电流互感器 ×5（开口式） |
| IO模块 | 远程 IO 模块 ×2 |
| 电源 | 导轨电源 24V/10A ×1 + 防雷PDU |
| 网络 | 工业交换机 ×1（5口/8口，导轨安装） |
| 机柜 | 壁挂机柜 ×1（IP54，含接地铜排） |
| 预算参考 | 2.5-4.5 万元 |
协议采集扩展包
| 串口采集 | 串口服务器 ×1（RS232/485转以太，支持Modbus RTU→TCP） |
| PLC直采 | 协议授权许可 ×设备数（OPC UA / S7 / MC Protocol） |
| 显示 | 55" 工业看板大屏 ×1（HDMI+安卓系统） |
| 预算参考 | 0.5-1.5 万元 |
施工与部署服务
| 勘察 | 现场勘察 1 天：确认安装位置、供电、网络路径、干扰源评估 |
| 安装 | 安装与布线 2-3 天：传感器支架、网关安装、信号线缆走线 |
| 联调 | 联调与校准 2 天：信号验证、产量对齐、看板配置 |
| 培训 | 操作培训 0.5 天：看板使用、常见故障排查、备件更换指引 |
| 服务费参考 | 0.8-2 万元（按设备数和现场复杂度） |
常见问题
老设备改采集会不会影响设备保修？
外接传感器方案（接近开关、电流互感器）完全不影响设备原有电路和 PLC 程序，不存在「改设备」行为。协议直采方案会与设备厂家确认电气接口与拆机政策，提前出具风险评估。如果客户担心，我们可以在协议中注明数据采集不涉及设备控制回路。
车间网络不好怎么办？
网关自带本地缓存（默认 7 天容量），断网期间数据暂存本地、网络恢复后自动补传。关键看板建议本地边缘渲染，不依赖公网。4G 模块可选配作为备用链路。
数据安全和隐私怎么保证？
默认方案为全内网部署，数据不出厂区。如需远程访问，通过 VPN 或零信任方案实现，不暴露公网端口。所有传输支持加密（TLS）。权限按角色划分，操作日志审计留痕。
一台网关能接多少台设备？
取决于采集点位数量和协议类型。物理信号场景单网关通常支持 8-16 台设备；协议采集场景（Modbus/OPC UA）单网关可支持 20-50 台，需评估采集频率和网络带宽。支持多网关级联扩容。