摘要：很多做车间自动化改造、预测性维护项目的工程师，都觉得信号采集是最基础的环节，不就是装传感器拉信号线吗？真到现场调试才发现，各种莫名其妙的问题能把人熬掉半头头发。这都是我跑了上百个车间攒出来的实操经验，都是能直接拿来用的干货。
车间现场的信号干扰到底能有多离谱
三年前给华东一家汽配厂做冲压线的预测性维护项目，目标是采集压机滑块的振动信号，提前预判轴承故障。第一次进场调试，传感器装完，一开机，示波器上直接出了满屏乱麻。有用的振动信号完全被淹没，工频干扰的幅值比目标信号大三倍，根本没法分析。
那一次才发现，车间的布线环境比我们在设计院画图的时候恶劣一百倍。这家厂的桥架是十年前布的，所有信号线动力线全挤在一个槽里，零线地线混接，周边三台110KW的压机同时启停，启动时的浪涌能直接把模拟量信号冲得找不到北。
按照GB 50303-2015《建筑电气工程施工质量验收规范》的要求，信号电缆和动力电缆平行敷设时，间距不能小于300mm，交叉必须垂直交叉。说白了，很多施工队为了省工省线，根本不按规范来，最后把锅甩给传感器质量不好。
解决起来其实也不难，信号线换双屏蔽双绞线，单独走桥架，实在没法避开动力线，加个金属隔板做屏蔽，单端接地，干扰直接降了90%以上。
传感器选型不是参数堆得越高越好
我见过太多工程师选型，上来就挑参数最好看的，分辨率越高越好，采样率越高越好，预算超了不说，最后用起来反而不如便宜的常规款。
前两年给轧钢线做轧辊温度采集，要求测轧辊表面温度，范围0-650℃，误差要求不超过5℃就能满足生产需求。负责选型的工程师选了一款分辨率0.1℃的红外测温传感器，价格是普通款的三倍，结果装上去，信号波动超过10℃，根本没法用。
什么原因？轧辊表面有氧化铁皮，生产的时候还有冷却水喷雾，环境本身的干扰就有好几℃，你选那么高的分辨率，其实全都是在采干扰，完全没用。最后换了一块分辨率1℃，带内置环境补偿的普通款，信号波动直接降到2℃以内，完美满足要求，还省了两万多块。
说实话，车间信号采集选型，优先级最高的永远是环境适应性参数，不是精度、采样率这些性能参数。冲压车间要防油防振，防护等级至少IP67，焊接车间要防弧光防铁水溅射，粉尘大的地方要选非接触式的，别选接触式的容易堵。易燃易爆的涂装车间，必须要本安防爆，这个是红线，一点不能错。
采样率这块也有讲究，按照香农采样定理，采样率要大于信号最高频率的2.5倍才不会混叠。实际车间里，设备故障振动的最高频率大多不超过5kHz，选10kHz的采样率足够用，非要选100kHz的，一天下来一个传感器就能产出几十个G的数据，后端存储、传输、分析全扛不住，纯纯浪费钱。
那些踩过才知道的隐形坑
编码器信号计数不准，很多人第一反应是编码器坏了，其实大概率是电平不匹配或者传输干扰。我刚入行那年做分拣线，一到用电高峰就丢脉冲，每天盘点都差几十件，查了三天才发现，用了NPN输出的编码器，接了PNP输入的PLC模块，传输距离还超过15米，没用差分输出，干扰一来就丢信号。换了差分编码器，问题立马解决，那几天熬的夜现在想起来还郁闷。
还有接地的坑，很多人觉得所有设备都要接地，越牢越好。其实模拟量信号采集，最忌讳两端接地。传感器端接了地，PLC模块端也接了地，两个接地点之间有电位差，就会形成地环流，直接把干扰引入信号，正确的做法是单端接地，一般只在PLC模块端接地，传感器端浮空，能解决一大半莫名其妙的干扰问题。
还有就是多传感器供电的问题，别图省事所有传感器共用一个开关电源。大功率设备的传感器，启停的时候会拉低电压，小信号比如压电振动传感器就会被影响，信号飘得厉害。我现在做项目，都会把模拟量传感器、数字量传感器分开供电，多花几百块，省了后面无数麻烦。
不过话说回来，也没必要过度设计，车间的环境温湿度采集这种辅助信号，要求不高，选个几十块的常规款就够用，没必要追求进口工业级，把预算花在关键的振动、压力采集上面才对。
车间信号采集是所有自动化、预测性维护项目的基础，基础打不好，后面的算法再先进，平台再高端，出来的都是垃圾数据，什么分析都是白搭。所有这些经验，都是跑现场跑出来，踩坑踩出来的，比书本上的理论要实在得多。
