应用案例 | 使用edgeConnector 840D访问CNC机床数据，提升设备综合效率
一
背景和挑战
某大型企业作为食品、饮料和制药行业的系统供应商，目前拥有25个生产基地，并已部署超过400台CNC机床。为了进一步提升生产效率并降低能源消耗，该企业计划推出一个中央物联网项目，旨在将所有生产基地连接至统一的物联网平台。
该项目的核心目标是通过优化运营流程来提升设备综合效率（OEE），具体措施包括实时监控机床数据和减少机器闲置时间。然而，在实施过程中，该企业面临以下几项挑战：
• 设备兼容性问题：
由于各生产基地主要使用西门子品牌的CNC设备，因此所选方案需具备良好的兼容性，能够完整采集控制器内的NC和PLC数据。
• 平台集成问题：
该企业已选择Microsoft Azure云平台作为其中央物联网平台，因此，所选的数据采集解决方案必须具备高度开放性和模块化的设计，以确保与Azure平台的顺畅集成。
• 安全与合规要求：
任何数据采集策略都必须符合企业的IT安全标准和数据合规要求。
（图1 生产现场）
二
解决方案
为了应对上述挑战，该企业选择了Softing edgeConnector 840D产品，作为连接CNC机床与物联网平台的中间件。在该方案中，edgeConnector 840D部署在Azure IoT边缘级别的第三方工业PC（IPC）上，能够访问生产现场的西门子Sinumerik 840D SL和PL机床，并通过MQTT和云连接器将机床数据传输到Azure IoT Hub。最终，这些数据得以在MES、SAP和其他IoT应用中使用。
目前，该企业已实现预期目标——不仅在五个生产基地部署了edgeConnector 840D，而且成功连接了70台CNC机床，还实施了多个工业物联网（IIoT）用例，例如监控数控程序剩余运行时间内的能源消耗等。未来，该企业计划将这一解决方案推广至其他生产基地，目标是成功连接超过350台机床，并继续拓展更多物联网应用场景。通过这一解决方案，该企业不仅解决了设备兼容性和平台集成等问题，还确保了数据采集的可靠性和合规性，从而有效提升了生产效率并降低了能源消耗。
（图2 edgeConnector 840D在物联网方案中的部署）
三
功能和方案优势
edgeConnector 840D作为专用于访问西门子840D机床数据的软件网关，无需干预CNC配置，即可读取NC部分（如轴、刀具、程序数据）以及PLC部分（如状态、程序部分、警报）的过程数据。对于物联网连接需求，edgeConnector 840D提供OPC UA和MQTT两种选项，并只需简单配置即可将数据传输到OPC UA客户端或MQTT Broker。此外，该产品可借助集成的Web界面轻松进行本地配置，同时支持通过REST API进行远程管理，配置方式十分灵活。基于新的虚拟化和容器技术，edgeConnector 840D能够轻松部署在物联网解决方案架构中。
edgeConnector 840D在该物联网方案中的应用优势如下：
• 提升生产透明度：
实时采集和分析机床数据，以便用户能够清晰了解每台设备的使用情况，并识别生产瓶颈，从而及时调整生产计划和资源配置。
• 提升设备综合效率（OEE）：
通过实时监控机床的运行状态、剩余运行时间以及故障预警，用户可提前安排机床维护，避免突发性停机，提升整体生产效率。
• 灵活的系统扩展性：
通过采用模块化的设计，edgeConnector 840D能够根据未来需求灵活进行调整和扩展，且仅需一次部署，便可在多个应用场景中重复使用，大大降低了后期维护和扩展的成本。
• 保障长期投资回报：
基于容器技术的边缘计算架构确保系统具有高度可移植性。无论未来生产需求如何变化，用户都可通过简单的容器更新和部署，快速调整系统功能，保障长期投资回报。
（图3 edgeConnector 840D产品方案）
四
相关产品和方案——dataFEED OPC Suite
dataFEED OPC Suite是一种用于OPC UA和OPC Classic通信以及物联网云连接的软件解决方案。它通过集成的OPC UA服务器（具有存储与转发功能），能够可靠访问知名制造商的PLC，如Siemens SIMATIC S7、Rockwell ControlLogix、B&R、Mitsubishi和Modbus控制器（如BECKHOFF TwinCAT、Schneider PLC等）。
作为两种OPC标准之间的网关，dataFEED OPC Suite支持将现有的OPC Classic组件和应用程序无缝集成到现代工业4.0的OPC UA解决方案中，以便继续使用现有组件，保护投资、节省成本。此外，它通过MQTT和REST协议可将生产数据传输到物联网云中，并支持将生产数据存储在本地文件或SQL数据库中。同时，该软件还具备数据预处理功能，例如通过内置的LUA程序，它可轻松、灵活地对机器数据进行分析处理。
（图4 dataFEED OPC Suite——有效可靠的OPC通信和物联网云连接一体化解决方案）
往期回顾