客户提了个要求，搞得我有点懵
去年给一家汽车零部件厂做产线升级，客户的生产主管提了个要求，把我当场整不会了。他说：”王工，我们现在每生产一个零件，想追溯到这个零件是哪个班次、哪台设备、哪套模具、当时什么工艺参数生产的。你能不能在PLC里搞个功能，把这些数据存下来？”
我第一反应是：这不就是上位机的活吗？一台工控机、一个数据库、再搞个上位机软件，轻松搞定。但客户预算卡得死，说上位机方案两年前报过价，被老板毙了。这次升级只有设备层的预算，没有信息化系统的预算。
意思是让我用PLC自己搞定数据存储和追溯。我当时心里想：你这不是难为人吗？
但做项目的人都知道，客户的需求有时候就是给你出难题。你给他解释”这不合理”，他说”那算了我们找别人”。所以我想了两天，最后决定用PLC+MQTT的方式，把数据通过工业物联网网关推送到云端SQL数据库，前台用个简单的网页展示。整套方案下来，硬件成本不到2000块。
为什么选MQTT
先说说PLC数据上云的几种常见路子吧，给兄弟们参考：
- OPC UA：功能强大，但PLC端要支持UA的话要么选S7-1500，要么加通讯模块，成本一下子就上去了。而且OPC UA的客户端配置比较复杂，小项目有点杀鸡用牛刀。
- Modbus TCP：简单，但数据量大或者需要结构化传输的时候就捉襟见肘了。实时性也不够好。
- MQTT：轻量级，PLC端开几个DB块存数据，通过一个网关以JSON格式发布到MQTT Broker，上位机订阅就行了。延迟大概几十到几百毫秒，对于生产追溯来说完全够用。
我这次选的是S7-1200 + 一块支持MQTT的串口转WiFi模块（淘宝上几十块钱那种），外加一个阿里云上的轻量应用服务器跑Mosquitto Broker和Node-RED。Node-RED负责把MQTT接收到的JSON数据解析后写入云端的SQL Server Express。
整套链路是这样的：
S7-1200采集数据 → 串口转WiFi模块发MQTT → 阿里云Mosquitto Broker → Node-RED订阅并解析 → 写入云端SQL Server → Web前端展示
PLC端的数据组织
关键是怎么在PLC里组织需要追溯的数据。我建了一个DB块叫”追溯数据缓冲”，里面按产品序号存储最近100条生产记录。每条记录包括：
- 产品序列号（由扫码枪读取条码获得）
- 生产时间戳
- 当班班次
- 设备编号
- 模具编号
- 关键工艺参数：注塑压力、保压时间、模温、冷却时间
- 最终检测结果（OK/NG）
每生产完一个产品，PLC就把这组数据写入DB块的当前指针位置，指针+1，到100了就从1重新开始。同时把这个指针指向的数据通过自由口通讯发送给串口WiFi模块。
串口WiFi模块这边也挺有意思。我在模块里配好了MQTT Broker的地址和主题，模块收到PLC发来的串口数据后，直接打包成JSON格式通过WiFi发出去。
一个让我查了两天的坑
这个项目最有意思的是踩了个不大不小的坑。刚开始调试的时候，一切看起来都很完美——PLC发数据，MQTT收数据，Node-RED解析，数据库写入，一切正常。但过了大概两三个小时，我发现数据库里有重复记录。
查了半天，发现问题是这样的：PLC每写完一个DB记录就发一次串口数据，这是对的。但WiFi模块在WiFi信号不稳定的情况下，TCP连接会断开重连。重连之后，模块会把断连期间缓冲的旧数据重新发送一遍。而PLC并不知道这个情况，以为数据已经发出去了，接着写新的记录。这就导致数据库里有1条记录被写了2-3次。
解决方案是在MQTT的数据包里加一个唯一消息ID。PLC每发一条数据，消息ID递增1。Node-RED这边维护一个已处理ID的列表，如果收到的消息ID已经处理过，就直接丢弃。搞完这个去重逻辑之后，数据就干干净净了。
实际效果怎么样
系统跑起来之后，客户生产主管在办公室里打开浏览器，输入网址，就能看到产线上最新生产的产品追溯数据。输入一个产品序列号，3秒之内就能查出这零件是哪台设备、哪个班次、什么工艺参数下生产的。有次一个批次的产品出了质量客诉，他们用了不到10分钟就定位到了是某个模具温度异常导致的，直接停机更换了热电偶。
以前这种事情他们要翻纸质记录本查半天，还不一定找得到。客户老板后来听说了这个方案，说”才花了两千块？我以为至少要两万。”第二年就批了上位机系统的预算——这是后话了。
搞这套方案最让我感慨的是：不要把”上信息化系统”想得太玄乎。PLC+MQQT+云数据库这个组合，小厂完全可以低成本入局。数据从设备层到云端，关键不是技术有多先进，而是链路跑通之后你能不能真正用起来。
你们有没有用PLC做过类似的数据上云方案？用的什么路子？欢迎评论区说说。