OEE（设备综合效率）= 可用率 × 性能率 × 良品率，核心是通过 PLC 采集基础信号，经网关边缘计算后上云可视化，兼顾实时性与云端负载优化。

一、方案架构与核心逻辑

1. 系统架构

• 现场层：三菱 FX 系列 PLC（FX3U/FX3G/FX5U）负责信号采集与基础计算；深控技术的 SK-PLC 协议网关（支持 MC/Modbus）负责协议转换、边缘计算与数据上送。

• 边缘层：深控SK-PLC网关完成数据清洗、OEE 三要素计算与异常告警，降低云端压力。

• 云端层：云平台（ThingsCloud / 金鸽云）实现可视化看板、趋势分析与远程监控。

2. 核心公式与寄存器规划

二、硬件与网络配置

1. 硬件清单

2. 物理连接

• 串口连接：PLC 编程口→RS485 转换器→网关 RS485 口，线序严格对应。

• 以太网连接：网关 LAN 口与 PLC 以太网模块同网段（如 PLC 192.168.1.100，网关 192.168.1.1）。

三、PLC 程序编写（GX Works3）

1. I/O 与软元件定义

• 输入：X0（设备运行启动）、X1（良品检测）、X2（故障停机）

• 输出：Y0（运行指示灯）

• 软元件：M0（运行标志）、C0（高速计数器，累计总产量）、D0-D9（中间变量）、D100-D116（OEE 指标寄存器）

2. 核心梯形图逻辑

（1）运行状态与时间累计

// 运行标志置位/复位 |----[X0]----|----(SET M0)----|  // 启动运行 |----[X2]----|----(RST M0)----|  // 故障停机复位  // 运行时间累计（1s/次） |----[M0]----[T0 K1]----[INC D100]----|  // D100=运行时间（s）  // 停机时间累计（故障时） |----[X2]----[T1 K1]----[INC D102]----|  // D102=停机时间（s）

（2）产量与良品计数

// 总产量累计（高速计数器，假设脉冲输入X10） |----[X10]----[C0 INC]----|  // C0=总产量（件）  // 合格品计数（X1为良品信号） |----[M0]----[X1]----[INC D112]----|  // D112=合格品数（件）

（3）OEE 三要素计算（1 分钟周期）

（4）OEE 最终计算

|----[T2 K60]----| |----[MUL D104 0.01 D126]----[MUL D110 0.01 D128]----[MUL D114 0.01 D130]----[MUL D126 D128 D132]----[MUL D132 D130 100 D116]----|  // D116=OEE%

3. 程序下载与测试

• 连接 PLC 与电脑，下载程序后监控运行状态，验证 D100、C0、D112 等寄存器数据变化是否符合预期。

四、深控 SK-PLC 网关配置

1. 网关登录与网络设置

• 浏览器访问网关默认 IP（如 192.168.1.100），输入账号密码登录。

• 配置网络：选择以太网 / 4G/WiFi，连接工厂局域网或公网，确保可访问云平台。

2. 三菱 PLC 协议配置

• 协议选择：三菱 FX 系列（MC 协议），串口参数匹配 PLC（波特率 9600、数据位 7、校验位偶校验、停止位 1）；以太网则填写 PLC IP 与端口（默认 5006）。

• 设备连接测试：点击 “测试连接”，显示 “连接成功” 后进入下一步。

3. 数据点位映射（核心）

通过SK-PLC网关拖拽式界面，将 PLC 寄存器与业务标签映射，无需手动配置点表：

4. 边缘计算规则配置

在网关 “边缘计算” 模块，配置 OEE 三要素与最终 OEE 计算逻辑（与 PLC 程序一致，作为冗余备份）：

• 可用率：RunTime / (RunTime + DownTime) * 100（防除零）

• 性能率：(TotalCount * IdealCycle) / RunTime * 100（防除零）

• 良品率：GoodCount / TotalCount * 100（防除零）

• OEE：Availability * Performance * Quality / 10000

• 告警规则：OEE＜85% 时推送告警至手机 APP。

5. 云平台对接

• 配置 MQTT 参数：云平台地址、端口、客户端 ID、主题（如/oee/fx3u/device01）。

• 数据上报：选择 “变化上报 + 周期上报”，周期 1s，减少带宽占用。

五、实战案例：汽车零部件冲压机 OEE 优化

1. 现场背景

某汽车零部件厂冲压机（FX3U PLC）存在三大问题：停机时间统计不准、性能损失未量化、良品率统计滞后，OEE 长期低于 70%。通过本方案实现实时监控与优化。

2. 实施过程

1. 硬件部署：按前文连接 PLC 与网关，配置以太网同网段，网络稳定。

2. PLC 编程：完成运行 / 停机时间、产量、良品计数与 OEE 计算，下载后测试数据准确。

3. 网关配置：映射 10 个核心点位，配置边缘计算与告警规则，对接工厂云平台。

4. 联调测试：连续运行 24 小时，验证数据一致性（PLC 与网关 OEE 差值≤0.5%）。

3. 实施效果

4. 关键优化点

• 边缘计算减少云端负载，数据刷新频率从 5 分钟提升至 1 秒。

• 自动识别换型时间（如模具更换），计入停机时间，可用率提升 12%。

• 性能率监控发现伺服电机速度波动，调整参数后性能率提升 8%。

六、常见问题与解决方案

七、总结与拓展

本方案通过 “PLC 现场采集 + 网关边缘计算 + 云平台可视化” 实现 OEE 精准监控，核心优势是不需要点表快速部署、边缘计算降本、数据实时性强。后续可拓展：

1. 接入 MES 系统，实现生产数据闭环管理。

2. 结合 AI 算法，预测设备故障，进一步提升 OEE。

3. 多台 PLC 组网，实现产线整体 OEE 监控与优化。