工作項目說明書 SCOPE OF WORK

PLC資料收集資料庫統整看板系統

於既有 PLC 生產設備旁新增一台工業電腦,透過網路連線定時擷取壓力、溫度、轉速、RFID模具流水號等生產數據, 建立資料庫進行統整儲存,並提供網頁伺服器供大型看板、平板等瀏覽器裝置定時顯示機台即時狀況。

四大項目:電腦軟體設計・電腦截取資料・資料庫建立・生產看板設計

系統架構總覽

四大工作項目在整體系統中的關係如下:資料由既有 PLC 產生,經新增的擷取電腦與軟體讀取後,寫入新建立的資料庫,再由網頁伺服器即時呈現於生產看板。

既有 PLC 控制系統
壓力・溫度・轉速・RFID模具號
現有設備
資料擷取電腦(IPC)
項目1・2:軟體設計+定時擷取
硬體由客戶提供
資料庫
項目3:資料庫建立
新增
網頁伺服器
資料查詢 API/即時更新
新增
生產看板 / 平板
項目4:瀏覽器定時更新顯示
新增
整體資料流程:PLC(感測/計時/計數)→ 網路通訊 → 擷取程式讀取 → 資料驗證 → 寫入資料庫 → 網頁伺服器提供查詢 → 看板/平板瀏覽器定時輪詢顯示。全程可設定擷取頻率(例如每 5~10 秒一次)。

1電腦軟體設計

開發資料擷取電腦上執行的核心軟體,負責與 PLC 通訊、資料驗證、資料庫存取,以及提供看板網頁所需的查詢介面。

子項目工作內容說明
1.1 PLC通訊介接程式開發資料擷取代理程式(Data Agent),透過 Modbus TCP/RTU 或 PLC 原廠通訊協定與既有 PLC 系統建立連線,讀取暫存器資料。
1.2 定時擷取排程模組依生產週期或固定時間間隔(可設定,如每 5~10 秒)自動輪詢 PLC 資料,無需人工操作。
1.3 RFID模具流水號解析解析 PLC 讀取到的 RFID 標籤資料,轉換為模具編號並對應目前生產批次。
1.4 資料驗證與斷線續傳擷取數據合理性檢查(異常值過濾)、PLC/網路通訊異常自動重連、本地端暫存以避免斷線期間資料遺失。
1.5 資料庫存取程式(API)撰寫資料寫入與查詢用 API,供擷取程式寫入及看板網頁讀取共用。
1.6 告警邏輯設計依溫度、壓力、轉速門檻值,自動判斷異常狀態並產生告警事件紀錄。
1.7 系統參數設定介面提供後台可調整機台編號、擷取頻率、告警門檻值等系統參數,不需修改程式碼即可調整。
軟體採模組化設計:通訊層、資料處理層、資料庫層、對外 API 層各自獨立,未來新增機台或修改 PLC 點位時可個別調整,不影響其他模組。

2電腦截取資料

新增硬體設備並建立與既有 PLC 系統之間的實體連線,定時擷取生產現場的即時數據。

子項目工作內容說明
2.1 電腦建置此電腦由客戶提供,全天候運作進行資料擷取。電腦效能與穩定度將直接影響資料擷取準確度與系統運作穩定性,建議客戶選用工業等級、支援長時間不斷電運作之機種,並注意散熱與電源品質。
2.2 PLC-IPC通訊連接建立 PLC 與擷取電腦間的網路連線(Ethernet 或 RS-485 轉換器),確保資料傳輸穩定不中斷。
2.3 資料點位(Tag)對照表盤點既有 PLC 暫存器位址,建立壓力、溫度、轉速、RFID 等各項目對應的資料點位(Tag)清單。
2.4 定時擷取作業設定依排程自動連線 PLC 讀取即時數據,並交由軟體寫入資料庫,擷取頻率可依產線需求調整。
2.5 測試與校驗遠端連線測試方式進行,第一次到場時將於擷取電腦上架設遠端連線環境(通常使用 Chrome 遠端桌面),後續測試與校驗即可透過遠端進行,降低往返現場之時間成本。

擷取資料項目

資料項目說明來源擷取方式
壓力 Pressure成型/加工壓力數值PLC 壓力感測暫存器定時輪詢
溫度 Temperature模具或設備溫度數值PLC 溫控暫存器定時輪詢
轉速 RPM馬達/主軸轉速數值PLC 轉速感測暫存器定時輪詢
RFID模具流水號目前生產所使用之模具編號PLC RFID讀取模組狀態變化時觸發
資料擷取電腦(IPC)由客戶自備,其硬體效能(CPU/記憶體/硬碟)與運作穩定度會直接影響資料擷取的即時性與資料庫寫入穩定性,建議客戶留意選機規格並避免與其他高負載程式共用同一台電腦。

3資料庫建立

安裝資料庫系統,並依生產資料特性新設計資料庫結構,用以統整儲存所有機台擷取數據。

子項目工作內容說明
3.1 資料庫系統安裝於資料庫伺服器安裝資料庫系統(可能採用 MySQL/MariaDB),設定資料庫帳號權限與存取安全性。
3.2 資料庫Schema設計依生產資料特性新設計資料表結構,包含機台主檔、生產紀錄、模具履歷、告警紀錄等。
3.3 資料表關聯設計建立各資料表之間的關聯(Foreign Key),確保資料查詢與模具/批次追溯效率。
3.4 索引與效能優化針對大量歷史資料建立索引(如時間戳、機台編號),維持長期查詢效能。
3.5 資料備份機制建立定期備份與歸檔機制,避免硬體故障或誤操作造成資料遺失。
3.6 資料保存政策規劃歷史資料保留週期與歸檔策略(如逐月歸檔),兼顧查詢效能與儲存空間。

資料庫資料表設計(示意)

machines 機台主檔
  • PKmachine_id 機台編號
  • machine_name 機台名稱
  • location 產線位置
  • ip_address PLC通訊位址
  • created_at 建檔時間
production_log 生產紀錄
  • PKlog_id 序號
  • FKmachine_id 機台編號
  • mold_no 模具流水號
  • pressure 壓力值
  • temperature 溫度值
  • rpm 轉速值
  • captured_at 擷取時間
mold_history 模具履歷
  • PKmold_no 模具流水號
  • mold_name 模具名稱
  • usage_count 累計使用次數
  • last_used_at 最後使用時間
alarms 告警紀錄
  • PKalarm_id 序號
  • FKmachine_id 機台編號
  • type 告警類型
  • value / threshold 數值/門檻
  • occurred_at 發生時間
上列資料表為示意設計,實際欄位與資料表數量將依現場 PLC 實際可讀取之點位、客戶既有 ERP/MES 對接需求,於開發前與客戶確認後定案。

4生產看板設計

開發網頁伺服器與看板頁面,讓客戶可透過大型顯示器或平板瀏覽器,定時查看目前機台生產狀況。

子項目工作內容說明
4.1 網頁伺服器安裝與設定於擷取電腦(或指定伺服器)安裝並設定網頁伺服器環境(如 IIS/Apache/Nginx 及對應執行環境),設定網路埠、內部網路存取權限,並部署看板網頁程式,供同一網路內的大型顯示器、平板等裝置以瀏覽器連線瀏覽。
4.2 看板網頁介面設計設計適合大型顯示器/電視牆瀏覽的生產看板版面,字級與配色考量遠距離觀看清晰度。
4.3 平板/行動裝置版面採響應式設計(Responsive),同一網頁在平板瀏覽器亦能正常瀏覽,方便現場人員隨時查看。
4.4 即時機台狀態顯示以顏色燈號顯示各機台目前狀態:運轉中/待機/異常,一目了然。
4.5 即時數據圖表顯示壓力、溫度、轉速即時數值,並可呈現近期趨勢圖表。
4.6 模具/批次追蹤資訊看板上顯示目前生產所使用之模具流水號與批次資訊,方便現場對照。
4.7 異常告警提示當數值超出設定門檻時,於看板對應機台卡片顯示告警提示(紅色標示)。
4.8 自動更新機制網頁定時(如每 5~10 秒)自動向伺服器查詢最新資料並更新畫面,無需人工手動刷新。
4.9 歷史資料查詢提供歷史生產紀錄查詢功能,可依機台、模具、時間區間查詢並匯出報表。

看板畫面示意(Mockup)

生產即時看板
最後更新 08:42:16 | 每 10 秒自動更新
CNC-01 產線一號機
模具流水號:MOLD-2024-0091
運轉中
12.4
MPa
壓力
68.2
°C
溫度
1450
RPM
轉速
更新於 6 秒前批次 #A0231
CNC-02 產線二號機
模具流水號:MOLD-2024-0057
異常告警
92.7
°C
溫度超標
9.8
MPa
壓力
1120
RPM
轉速
更新於 3 秒前批次 #A0198
CNC-03 產線三號機
模具流水號:—
待機中
0.0
MPa
壓力
31.5
°C
溫度
0
RPM
轉速
更新於 8 秒前等待派工

*上圖為看板畫面示意(Mockup),實際版面配色、機台數量與呈現欄位將依客戶產線與需求調整。

本文件為「PLC資料收集資料庫統整看板」報價之工作項目細部說明,實際規格將依現場 PLC 型號與可讀取點位進行最終確認。