3. 生产数据来源与分类

在Omron Sysmac体系中，生产数据并不是“从PLC读一堆寄存器”这么简单。Sysmac把控制器、EtherCAT从站、视觉、机器人、安全单元统一到同一个工程与网络模型中，数据来源天然分散在多个层级：NJ/NX系列控制器的变量、EtherCAT耦合器与IO-Link主站、伺服与变频器的过程对象、视觉控制器的判定结果、以及上位机通过数据库或OPC UA获取的汇总信息。要让采集系统稳定可用，第一步不是写程序，而是把“数据从哪里来、在Sysmac里以什么形式存在、采集时对实时性和精度有什么要求”这三件事分清楚。

本节按七类生产数据展开：设备状态、工艺参数、质量数据、报警信息、能耗数据、生产计数与节拍数据。每一类都从“在Sysmac中的表示”和“采集需求”两个角度说明，并给出可直接参考的变量命名与采集周期建议。

一、设备状态数据：位与枚举的组合

设备状态在Sysmac中最常见的表示是位变量（BOOL）与枚举（ENUM）的组合。例如一台包装机的“运行/待机/故障/维护”可以用一个枚举变量eMachineState表示，而“安全门关闭”“急停释放”“气压正常”则用独立的BOOL量。NJ/NX控制器支持用户自定义数据类型（DUT），可以把这些状态打包成一个结构体，例如stMachineStatus，成员包括State、SafetyDoorClosed、AirPressureOK、CycleRunning。

采集需求上，设备状态属于事件驱动+周期刷新混合型数据。状态跳变（如运行转故障）必须带时间戳记录，建议在控制器内用GetTime或系统时间变量打标，采集周期可设为100ms；而安全相关状态建议直接映射到EtherCAT安全从站，由安全CPU处理，不进入普通采集通道，避免实时性冲突。

二、工艺参数：过程值、设定值与单位

工艺参数是采集量最大、精度要求最高的一类。在Sysmac中，它们通常以REAL/LREAL表示模拟量过程值，以INT/DINT表示设定值或配方号。例如注塑机的“料筒温度”“注射压力”“保压时间”，在NJ控制器中可能来自EtherCAT模拟量输入单元（如NX-AD系列）的通道变量，也可能来自伺服轴的ActualVelocity、ActualTorque等过程对象。

采集需求的关键是单位与量程统一。建议在变量命名中直接体现单位和量程，例如rBarrelTemp_C、rInjectionPressure_MPa。采集周期按工艺节拍决定：温度类可500ms～1s，压力与位置类建议10～50ms，并与生产计数对齐，确保同一件产品能关联到同一组工艺参数。若使用Sysmac Studio的数据记录（Data Logging）功能，可设置触发条件为“生产计数+1”时记录一组快照，避免连续高速采样造成存储膨胀。

三、质量数据：判定结果与测量值分离

质量数据在Sysmac中通常分两部分：判定结果（OK/NG，BOOL或枚举）和测量值（REAL）。例如视觉检测的“有无/位置偏差”、称重单元的“重量值”、扭矩枪的“拧紧扭矩与角度”。这些数据可能来自EtherCAT从站的过程数据，也可能通过Socket通信或OPC UA从视觉控制器传入NJ/NX。

采集需求上，质量数据必须与产品序列号或生产计数绑定。建议在控制器内维护一个udiProductCounter，每件产品完成时把判定结果、测量值、时间戳写入一个结构体数组或直接写入数据库。对于NG品，建议额外记录前若干件产品的工艺参数，便于追溯。采集周期为事件触发，不设固定周期。

四、报警信息：位、代码与文本

报警在Sysmac中有两种典型表示：位报警（如bAlarm_OverTemp）和代码报警（如udiAlarmCode）。NJ/NX支持用户自定义报警功能，可在Sysmac Studio中定义报警文本、等级和触发条件，运行时通过Alarm指令或系统变量读取。报警信息通常包括：报警位、报警代码、发生时间、恢复时间、报警等级。

采集需求上，报警属于事件驱动数据，必须记录上升沿与下降沿两个时间点。建议采集周期不固定，由报警触发写入；同时保留报警历史缓冲区，防止通信中断时丢失。对于安全报警，应单独走安全网络，不与普通报警混采。

五、能耗数据：脉冲、功率与累计量

能耗数据在Sysmac中通常来自电能表、流量计、气表等通过Modbus RTU/TCP或EtherCAT接入的设备。表示形式有三种：脉冲量（DINT累计）、瞬时功率（REAL，kW）、累计电量（LREAL，kWh）。例如通过NX-IL系列IO-Link主站连接智能电表，读取rActivePower_kW和lrEnergy_kWh。

采集需求上，能耗数据变化慢，采集周期可放宽到1～5s；但累计量必须保证不丢数、不重复。建议在控制器内做增量计算：每次采集用当前累计值减去上次值，得到本周期能耗，再累加到班次或日统计变量中。若通信中断，恢复后应先读取当前累计值，避免把中断期间的能耗算错。

六、生产计数与节拍数据：整数与时间差

生产计数在Sysmac中通常用UDINT/DINT表示，分为总计数、班次计数、合格数、不合格数。节拍数据则用TIME或LREAL表示，常见形式是“上一件节拍”“平均节拍”“理论节拍”。例如udiTotalCount、udiShiftCount、tLastCycleTime、rAverageCycleTime。

采集需求上，计数与节拍必须同源同步。建议在每件产品完成时，用一个上升沿触发记录：计数+1、节拍=当前时间-上一件时间、同时抓取该件产品的工艺参数与质量结果。采集周期为事件触发，但建议同时保留1s周期的计数快照，用于上位机趋势显示。

七、采集需求汇总与变量命名建议

把七类数据放在一起看，采集需求可以归纳为三条原则：状态与报警走事件、工艺与能耗走周期、质量与计数走产品绑定。在Sysmac Studio中，建议统一变量命名前缀：b表示BOOL，udi表示UDINT，r表示REAL，lr表示LREAL，t表示TIME，e表示枚举，st表示结构体。这样在写采集程序或配置OPC UA节点时，能快速判断数据类型和采集方式。

下面给出一份可直接参考的采集配置示例，以一台注塑机为例，展示七类数据在Sysmac中的变量定义与采集周期。表中参数为教学示例，实际项目需根据设备手册和工艺要求调整。

最后需要强调：七类数据在Sysmac中并不是孤立存在的。设备状态决定工艺参数是否有效，工艺参数影响质量结果，质量结果触发报警或计数，计数与节拍又反过来用于能耗分摊。采集系统设计时，应先在控制器内建立以产品为中心的数据关联——每件产品对应一组状态、工艺、质量、报警、能耗、计数和节拍数据，再统一向上位机或数据库推送。这样后续做OEE分析、质量追溯或能耗优化时，数据才是可用的，而不是一堆互不相关的寄存器值。