一、項目背景

某精密部件有限公司是一家專業(yè)從事汽車發(fā)動機核心零部件生產的制造企業(yè)，隨著智能制造升級需求日益迫切，企業(yè)原有生產管理模式逐漸暴露諸多問題。

為解決這些問題，企業(yè)決定引入工業(yè)物聯(lián)網技術，構建基于MES系統(tǒng)的生產監(jiān)控平臺，核心需求是實現(xiàn)CNC設備數(shù)據(jù)的實時采集與上傳。經過多方選型，最終選擇捷米特品牌的CNC310-WIFI-4G-JM201數(shù)據(jù)采集網關作為核心硬件設備。

二、解決方案架構

本項目采用"設備層-采集層-平臺層"三層架構設計：

設備層：32臺廣州數(shù)控設備，涵蓋車床、銑床等類型，均具備RS485/RS232通訊接口，支持GSK專用通訊協(xié)議

采集層：部署16臺捷米特CNC310-WIFI-4G-JM201工業(yè)智能網關（每2臺設備共享1臺網關），通過屏蔽雙絞線與設備建立物理連接

平臺層：基于云架構的MES系統(tǒng)，部署在企業(yè)私有云服務器，具備數(shù)據(jù)存儲、分析、可視化功能

捷米特CNC310-WIFI-4G-JM201物聯(lián)網網關作為核心樞紐，承擔三大關鍵功能：

協(xié)議轉換：將廣州數(shù)控設備的私有協(xié)議轉換為標準ModbusTCP協(xié)議

數(shù)據(jù)處理：對采集的原始數(shù)據(jù)進行濾波、校驗和格式轉換

網絡傳輸：通過車間局域網（WIFI）為主、4G網絡為備份的雙鏈路方式，采用HTTP協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳至MES系統(tǒng)

三、實施過程

前期準備

設備兼容性測試：使用捷米特提供的測試工具，驗證CNC310-WIFI-4G-JM201邊緣計算網關與各型號廣州數(shù)控設備的通訊兼容性，重點測試GSK980TDb的主軸轉速、進給速度等28項關鍵參數(shù)的采集穩(wěn)定性

網絡環(huán)境部署：在車間部署工業(yè)級WIFI6無線AP，覆蓋所有設備區(qū)域，實測無線傳輸速率達866Mbps，latency<50ms；同時為網關配置4G物聯(lián)網卡，啟用自動切換功能

安裝位置規(guī)劃：根據(jù)設備布局圖，確定網關安裝位置，確保每臺網關與連接設備的通訊距離不超過15米，避免信號衰減

硬件部署

網關安裝：采用DIN導軌安裝方式，將CNC310-WIFI-4G-JM201數(shù)據(jù)采集網關固定在設備旁的電氣柜內，確保通風良好，環(huán)境溫度控制在-10℃~60℃范圍內

通訊連接：使用帶屏蔽層的RS485通訊線，一端連接廣州數(shù)控設備的通訊接口，另一端接入網關的COM1端口，做好接地處理

電源配置：采用24V直流電源為網關供電，通過UPS保障供電穩(wěn)定性，避免突然斷電導致的數(shù)據(jù)丟失

軟件配置

網關參數(shù)配置：通過捷米特專用配置工具，完成基礎設置：

設備通訊參數(shù)：波特率9600bps，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，校驗方式None

采集頻率：關鍵參數(shù)（如主軸狀態(tài)、進給值）1秒/次，次要參數(shù)（如累計運行時間）60秒/次

網絡參數(shù)：靜態(tài)IP地址分配，子網掩碼255.255.255.0，網關地址192.168.1.1

HTTP上傳設置：服務器地址，上傳間隔5秒，超時重試3次

數(shù)據(jù)點配置：針對廣州數(shù)控設備特性，在網關中配置128個數(shù)據(jù)采集點，主要包括：

狀態(tài)類：設備運行/停止、自動/手動模式、報警狀態(tài)等

工藝類：主軸轉速、進給速度、當前刀具號、切削液狀態(tài)等

績效類：加工件數(shù)、累計運行時間、有效切削時間等

MES接口開發(fā)：根據(jù)網關上傳的數(shù)據(jù)格式，開發(fā)MES系統(tǒng)接收接口，采用格式進行數(shù)據(jù)交互，主要字段包括：設備編號、采集時間、參數(shù)ID、參數(shù)值、數(shù)據(jù)質量碼等

調試與優(yōu)化

單設備調試：逐臺設備進行通訊測試，使用網關內置的診斷工具檢查數(shù)據(jù)傳輸完整性，確保數(shù)據(jù)準確率達到100%

壓力測試：模擬16臺網關同時上傳數(shù)據(jù)的場景，持續(xù)24小時，驗證MES服務器處理能力，峰值處理能力達300條/秒

冗余測試：人為斷開WIFI網絡，驗證4G備份鏈路的切換時間（實測<3秒），確保數(shù)據(jù)不丟失

優(yōu)化調整：根據(jù)測試結果，將部分非關鍵參數(shù)的采集頻率調整為120秒/次，降低網絡帶寬占用

五、總結

捷米特CNC310-WIFI-4G-JM201數(shù)據(jù)采集網關憑借其穩(wěn)定的通訊性能、靈活的網絡接入方式和強大的協(xié)議轉換能力，成功解決了廣州數(shù)控設備的數(shù)字化采集難題，為企業(yè)構建了從設備層到管理層的完整數(shù)據(jù)鏈路。該項目的實施不僅帶來了直接的生產效益提升，更重要的是為企業(yè)后續(xù)的智能化升級奠定了數(shù)據(jù)基礎。

（具體內容配置過程及其他相關咨詢可聯(lián)系楊工。）

審核編輯 黃宇