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1簡介

數據采集，又稱數據獲取，是利用一種裝置，從系統外部采集數據并輸入到系統內部的一個接口。數據采集技術廣泛應用在各個領域。比如攝像頭，麥克風，都是數據采集工具。

被采集數據是已被轉換為電訊號的各種物理量，如溫度、水位、風速、壓力等，可以是模擬量，也可以是數字量。采集一般是采樣方式，即隔一定時間（稱采樣周期）對同一點數據重復采集。采集的數據大多是瞬時值，也可是某段時間內的一個特征值。準確的數據量測是數據采集的基礎。數據量測方法有接觸式和非接觸式，檢測元件多種多樣。不論哪種方法和元件，均以不影響被測對象狀態和測量環境為前提，以保證數據的正確性。數據采集含義很廣，包括對面狀連續物理量的采集。在計算機輔助制圖、測圖、設計中，對圖形或圖像數字化過程也可稱為數據采集，此時被采集的是幾何量（或包括物理量，如灰度）數據。

在互聯網行業快速發展的今天，數據采集已經被廣泛應用于互聯網及分布式領域，數據采集領域已經發生了重要的變化。首先，分布式控制應用場合中的智能數據采集系統在國內外已經取得了長足的發展。其次，總線兼容型數據采集插件的數量不斷增大，與個人計算機兼容的數據采集系統的數量也在增加。國內外各種數據采集機先后問世，將數據采集帶入了一個全新的時代。

2生產數據

智能制造離不開車間生產數據的支撐。在制造過程中，數控機床不僅是生產工具和設備，更是車間信息網絡的節點，通過機床數據的自動化采集、統計、分析和反饋，將結果用于改善制造過程，將大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性，從而提升產品生產過程的質量和效率。蓋勒普MDC系統幫助企業解決了這一難題。 

生產數據及設備狀態信息采集分析管理系統MDC（Manufacturing Data Collection & Status Management）主要用于采集數控機床和其他生產設備的工作和運行狀態數據，實現對設備的監視與控制，并對采集的數據進行分析處理，也可為MES和ERP等其他軟件提供數據支持。MDC系統是機床數據采集系統和機床數據分析處理系統的集成，是具有數據采集，機床監控，數據分析處理，報表輸出等功能的車間應用管理和決策支援系統。 

MDC通過與數控系統、PLC系統、以及機床電控部分的智能化集成，實現對機床數據采集部分的自動化執行，不需要操作人員的手動輸入，這樣保障了數據的實時性和準確性。在采集數據的挖掘方面，MDC為企業提供了更為專業化的分析和處理，個性化的數據處理和豐富的圖形報表展示，對機床和生產相關的關鍵數據進行統計和分析，如開機率、主軸運轉率、主軸負載率、NC運行率、故障率、設備綜合利用率（OEE）、設備生產率、零部件合格率、質量百分比等。的數據及時傳遞并分散到相關流程部門處理，實時引導、響應和報告車間的生產動態，極大提升了解決問題的能力，推進了企業車間智能制造的進程。

3目的

數據采集，是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動采集信息的過程。數據采集系統是結合基于計算機的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。

數據采集的目的是為了測量電壓、電流、溫度、壓力或聲音等物理現象。基于PC的數據采集，通過模塊化硬件、應用軟件和計算機的結合，進行測量。盡管數據采集系統根據不同的應用需求有不同的定義，但各個系統采集、分析和顯示信息的目的卻都相同。數據采集系統整合了信號、傳感器、激勵器、信號調理、數據采集設備和應用軟件。

4原理

在計算機廣泛應用的今天，數據采集的重要性是十分顯著的。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。各種類型信號采集的難易程度差別很大。實際采集時，噪聲也可能帶來一些麻煩。數據采集時，有一些基本原理要注意，還有更多的實際的問題要解決。

假設對一個模擬信號x（t）每隔Δt時間采樣一次。時間間隔Δt被稱為采樣間隔或者采樣周期。它的倒數1/Δt被稱為采樣頻率，單位是采樣數/每秒。t=0，Δt,2Δt,3Δt……等等，x（t）的數值就被稱為采樣值。所有x（0）,xΔt）,x（2Δt）都是采樣值。根據采樣定理，低采樣頻率必須是信號頻率的兩倍。反過來說，如果給定了采樣頻率，那么能夠正確顯示信號而不發生畸變的大頻率叫做奈奎斯特頻率，它是采樣頻率的一半。如果信號中包含頻率高于奈奎斯特頻率的成分，信號將在直流和奈奎斯特頻率之間畸變。

采樣率過低的結果是還原的信號的頻率看上去與原始信號不同。這種信號畸變叫做混疊（alias）。出現的混頻偏差（aliasfrequency）是輸入信號的頻率和靠近的采樣率整數倍的差的值。

采樣的結果將會是低于奈奎斯特頻率（fs/2=50Hz）的信號可以被正確采樣。而頻率高于50HZ的信號成分采樣時會發生畸變。分別產生了30、40和10Hz的畸變頻率F2、F3和F4。計算混頻偏差的公式是：

混頻偏差=ABS（采樣頻率的整數倍－輸入頻率）

其中ABS表示“值”，為了避免這種情況的發生，通常在信號被采集（A/D）之前，經過一個低通濾波器，將信號中高于奈奎斯特頻率的信號成分濾去。這個濾波器稱為抗混疊濾波器。

采樣頻率應當怎樣設置。也許可能會首先考慮用采集卡支持的大頻率。但是，較長時間使用很高的采樣率可能會導致沒有足夠的內存或者硬盤存儲數據太慢。理論上設置采樣頻率為被采集信號高頻率成分的2倍就夠了，實際上工程中選用5～10倍，有時為了較好地還原波形，甚至更高一些。

通常，信號采集后都要去做適當的信號處理，例如FFT等。這里對樣本數又有一個要求，一般不能只提供一個信號周期的數據樣本，希望有5～10個周期，甚至更多的樣本。并且希望所提供的樣本總數是整周期個數的。這里又發生一個困難，并不知道，或不確切知道被采信號的頻率，因此不但采樣率不一定是信號頻率的整倍數，也不能保證提供整周期數的樣本。所有的僅僅是一個時間序列的離散的函數x（n）和采樣頻率。這是測量與分析的依據。數據采集卡，數據采集模塊，數據采集儀表等，都是數據采集工具。

5現場采集

對于大部分制造業企業，測量儀器的自動數據采集一直是個令人煩惱的事情，即使儀器已經具有RS232/485等接口，但仍然在使用一邊測量，一邊手工記錄到紙張，后再輸入到PC中處理的方式，不但工作繁重，同時也無法保證數據的準確性，常常管理人員得到的數據已經是滯后了一兩天的數據；而對于現場的不良產品信息及相關的產量數據，如何實現率、簡潔、實時的數據采集更是一大難題。

6采集功能

·實時采集來自生產線的產量數據或是不良品的數量、或是生產線的故障類型（如停線、缺料、品質），并傳輸到數據庫系統中；

·接收來自數據庫的信息：如生產計劃信息、物料信息等；

·傳輸檢查工位的不良品名稱及數量信息；

·連接檢測儀器，實現檢測儀器數字化，數據采集儀自動從測量儀器中獲取測量數據，進行記錄，分析計算，形成相應的各類圖形，對測量結果進行自動判斷，如在機械加工零部件的跳動測量，拉力計拉力曲線的繪制等；

7采集特點

·配備RS232、RS485串口，可連接多個檢測儀器實現自動數據采集；

·配備USB接口，方便數據的輸出；

·配備RJ45接口，可通過網線接入網絡；

·配備VGA視頻輸出及音頻輸出接口；

·內置WIFI模塊，可通過無線方式接入，方便現場組網；

·大支持32G數據存儲空間；

·配備4.3英寸觸摸屏，方便操作；

·用戶可在網絡中的任一PC通過接口獲取數據，方便進行二次開發；

·可移動測量，即時傳輸數據，也可測試完成后，通過網絡上傳數據；

·電源連續工作時間6小時，待機時間長達10天；生產現場數據采集在品質過程中的非常重要的一個環節，好的數據采集方案可把品質管理人員從處理數據的繁重工作中解放出來，有更多的時間去解決實際的品質問題，同時即時的數據采集也使系統真正地實現實時監控，盡早發現問題，避免更大的損失。