『7x24小时有问必答』
副标题
: 一个注塑厂老板的"手机看车间"梦,拆解三菱PLC上云的三种主流架构
系列
: PLC教程 #59
日期
: 2026-06-11

一、痛点:注塑厂老板出差,手机想看车间

老陈,江苏某注塑厂老板。
50台三菱FX5U PLC,每台管一台注塑机。
产品合格率?要看车间大屏。
设备开机率?要问车间主任。
模具寿命?老师傅凭经验估。
能耗成本?月底看电费单。
老陈经常出差,跑客户、谈订单。
出差期间,车间有事,全靠电话。
"陈总,5号机报警了!"
"陈总,3号模具可能要换!"
"陈总,今天产量多少我也不清楚..."
老陈最想要的,是手机上能实时看到:
每台机器的运行状态(绿色=运行/黄色=待机/红色=故障)
每台机器的实时产量、合格率
每台机器的电流、能耗
报警推送(停机超过10分钟,立刻微信通知)
模具使用次数(接近寿命时提醒)
这就是工业物联网(IIoT)
今天,我们就用老陈的注塑厂案例,把"三菱PLC如何上云"从头拆到尾。

二、追问:工业物联网和传统SCADA有什么不一样?

一个问题。
老陈的需求,传统SCADA做不到吗?
能做到。但有几个限制:
传统SCADA的局限
必须装客户端软件(WinCC/iFIX)
一般只能在工厂内网访问
移动端体验差(不是为手机设计的)
数据是工厂私有,外部系统拿不到
扩展困难(再加100台PLC,要重新组态)
工业物联网(IIoT)的特点
浏览器/手机APP随时访问
公网可访问(4G/5G/WiFi都行)
移动端原生体验(专为手机设计)
数据可对接云平台(阿里云、AWS、Azure)
扩展容易(再加设备,配置一下就行)
核心区别
维度传统SCADA工业物联网(IIoT)
部署位置工厂本地工厂 + 云端
访问方式内网客户端浏览器/APP/小程序
数据存储本地数据库云端数据库
扩展性
成本软件License贵按需付费/开源
实时性毫秒级秒级(云端一般1-5秒)
适用规模单厂单厂→集团→产业链
不是替代,是补充
SCADA管工厂内部实时控制(毫秒级)
IIoT管跨地域数据汇聚和分析(秒级-分钟级)
两者不是竞争关系,是分工。

三、PLC上云的三种主流架构

老陈的注塑厂,怎么上云?
三种主流架构,各有适用场景。

架构1:PLC + 工业网关 + 云平台

最常见
┌─────────────────────────────────────────┐
│         云平台(阿里云/AWS/Azure)         │
│   - 数据存储(时序数据库)                  │
│   - 可视化(Grafana/QuickBI)              │
│   - 报警推送(钉钉/微信/短信)              │
└──────────────┬──────────────────────────┘
│(MQTT/HTTPS)
┌──────────────▼──────────────────────────┐
│         工业物联网网关                      │
│   - 多协议采集(MC/Modbus/OPC UA)         │
│   - 边缘计算(数据预处理)                  │
│   - 加密上传(TLS/SSL)                    │
│   - 4G/有线 双链路                         │
└──────────────┬──────────────────────────┘
│(MC协议/Modbus TCP)
┌──────────────▼──────────────────────────┐
│       PLC(FX5U/Q系列/iQ-R)              │
│   - 采集工艺数据                           │
│   - 控制执行                               │
└─────────────────────────────────────────┘
核心组件
工业网关:研华ECU-1251 / 施耐德EGX300 / 华为AR502H
云平台:阿里云物联网平台 / AWS IoT Core / Azure IoT Hub
可视化:Grafana云端版 / QuickBI / 阿里云DataV
优势
工业网关是专业设备,稳定可靠
云平台选型丰富,按需付费
不用改PLC程序(网关做协议转换)
劣势
工业网关单价较高(2000-10000元/台)
需要专业人员配置

架构2:PLC + 边缘计算 + 云平台

架构1的升级版
┌─────────────────────────────────────────┐
│         云平台(高级分析)                  │
│   - AI故障预测                             │
│   - 数字孪生                               │
│   - 大数据分析                             │
└──────────────┬──────────────────────────┘
│(MQTT/AMQP/Kafka)
┌──────────────▼──────────────────────────┐
│         边缘计算节点                        │
│   - 数据预处理(滤波/聚合/异常检测)         │
│   - 实时分析(OEE/合格率/能耗)             │
│   - 本地缓存(断网续传)                    │
│   - 边缘AI推理(设备健康度)                │
└──────────────┬──────────────────────────┘
│(OPC UA/MC协议)
┌──────────────▼──────────────────────────┐
│         PLC                              │
└─────────────────────────────────────────┘
核心组件
边缘节点:研华UNO-2484G / 树莓派+工业外壳 / NVIDIA Jetson
云平台:阿里云Link IoT / AWS Greengrass / Azure IoT Edge
与架构1的关键区别
边缘节点有算力(不只是协议转换)
边缘节点做实时数据处理(滤波、聚合、异常检测)
云端做长期数据分析和AI
适用场景
设备数量多(>100台)
数据量大(每台每秒100+点)
需要实时分析(OEE、合格率)
需要AI预测(故障预测、寿命预测)

架构3:PLC + 5G + 云平台

最新潮
┌─────────────────────────────────────────┐
│         云平台                            │
└──────────────┬──────────────────────────┘
│(5G专网)
┌──────────────▼──────────────────────────┐
│     PLC(带5G模组或外接5G CPE)            │
│   - 数据直接上云                           │
│   - 不用单独布网络                         │
└─────────────────────────────────────────┘
5G优势
大带宽:单设备可达 1Gbps(比4G快100倍)
低延迟:空口延迟 < 10ms(适合实时控制)
大连接:每平方公里 100万设备(密集部署)
高可靠:99.999%(5个9,比4G高一个量级)
5G的工业场景
远程控制:5G+PLC,操作员在千里之外控制机器
移动设备:AGV、巡检机器人
高密度数据:视觉检测(高清图像上云)
远程手术/采矿:人在安全区,机器在危险区
劣势
5G模组贵(1000-5000元/台)
5G流量费高(企业专网更贵)
5G基站覆盖不全(工业园区可能有盲区)
老陈注塑厂选架构1最合适
50台FX5U,每台配1个工业网关
工业网关选研华ECU-1251,4G版约 3500元/台
云平台选阿里云物联网平台,1万元/年起
总投入 ≈ 50×3500 + 10000 = 18.5万元

四、实战案例:三菱FX5U对接阿里云物联网平台

老陈的注塑厂,5号机作试点。

设备清单

PLC:三菱 FX5U-32MT/ES(已有)
工业网关:研华 ECU-1251(4G版)
云平台:阿里云物联网平台(公共实例)
可视化:阿里云 DataV
报警推送:钉钉群机器人

Step 1:云平台侧准备

Step 1.1:开通阿里云物联网平台
登录 aliyun.com,开通"物联网平台"公共实例。
Step 1.2:创建产品
产品名称:注塑机数据采集
产品类型:设备接入
节点类型:直连设备
数据格式:ICA标准数据格式(Alink JSON)
联网方式:蜂窝(4G/5G)
Step 1.3:添加设备
在产品下添加设备 Injection_Molding_05,获得:
DeviceName:Injection_Molding_05
DeviceSecret:xxxxxxxxxxxxx保密
ProductKey:xxxxxxxxxxxxx
Step 1.4:定义物模型(Thing Model)
物模型 = 设备在云端的"数字孪生",定义这台设备有哪些数据点。
属性:
run_status       (布尔)  运行状态
fault_code       (整数)  故障代码
mold_count       (整数)  模具次数
product_count    (整数)  当班产量
qualified_count  (整数)  当班合格数
temperature      (双精度) 料筒温度
pressure         (双精度) 注射压力
current_a        (双精度) 实时电流
cycle_time_s     (双精度) 周期时间
事件:
fault_alarm      故障报警
maintenance_warn 维护提醒
mold_life_warn   模具寿命告警

Step 2:工业网关配置

研华 ECU-1251 配置软件:Advantech TagLink Studio。
Step 2.1:添加设备
设备类型:Mitsubishi FX5U
协议:Mitsubishi MC Protocol (Binary)
PLC IP:192.168.1.10
PLC 端口:5002
Step 2.2:添加采集点
网关TagPLC地址数据类型采集周期上传周期
RunStatusM100Boolean1秒5秒
FaultCodeD100Int1秒5秒
MoldCountD200Int5秒30秒
ProductCountD201Int5秒30秒
QualifiedCountD202Int5秒30秒
TemperatureD300Float1秒5秒
PressureD301Float1秒5秒
CurrentAD400Float1秒5秒
CycleTimeD500Float5秒30秒
说明
关键数据(温度、压力、电流)→ 5秒上传一次
慢变数据(产量、模具次数)→ 30秒上传一次
状态数据(运行/故障)→ 5秒上传一次
总流量估算
9个点 × 5秒 ≈ 1.8个/秒
1个数据点 ≈ 100字节
9 × 100 × 12次/分钟 = 10.8KB/分钟
1小时 ≈ 648KB
1天 ≈ 15MB
1月 ≈ 450MB
1年4G流量 ≈ 5.4GB/台
50台就是 270GB/年。
4G物联网卡(30元/月含1GB年套餐)→ 老陈选 100元/月的 100GB 年套餐,50台分摊 = 2元/台/月
单台成本可控

Step 2.3:阿里云连接配置**

在 ECU-1251 配置界面,填入:
云平台:阿里云物联网平台
Region:cn-shanghai
ProductKey:xxxxx
DeviceName:Injection_Molding_05
DeviceSecret:xxxxx
认证方式:设备密钥
MQTT QoS:1
点击"测试连接",绿灯亮起就OK。

Step 3:手机APP/可视化

Step 3.1:老陈手机APP
最简单:直接用阿里云"物联网平台"的官方APP"物联网套件"。
老陈的手机号绑定到Device Injection_Molding_05 后,可以:
看到5号机的实时数据
设置报警阈值(温度>250℃报警)
接收钉钉推送
Step 3.2:车间大屏(可选)
用阿里云 DataV 做一个"注塑厂数字孪生大屏"。
50台注塑机,每台一个图标:
┌──────────────────────────────────────┐
│  注塑厂数字孪生        2026-06-11 14:32│
├──────────────────────────────────────┤
│  [1号机]✓  [2号机]✓  [3号机]  [4号机]✓│
│  [5号机]✓  [6号机]✓  [7号机]✗  [8号机]✓│
│  [9号机]✓  [10号机]✓ ...              │
├──────────────────────────────────────┤
│  当前在线:48台                         │
│  故障:1台(7号机)                     │
│  当班产量:12,350件                     │
│  合格率:98.5%                          │
│  能耗:3,250 kWh                        │
└──────────────────────────────────────┘
绿色 ✓ = 运行,黄色  = 待机/小故障,红色 ✗ = 故障停机。
老陈出差时打开手机就能看到

Step 4:报警推送

Step 4.1:钉钉群机器人配置
在老陈的"注塑厂运维群"加一个机器人,Webhook地址复制到阿里云物联网平台的"规则引擎"。
Step 4.2:阿里云规则引擎
事件源:Injection_Molding_05
触发条件:
- temperature > 250
- 或 fault_code != 0
- 或 run_status = false 持续 10 分钟
动作:调用Webhook
URL: https://oapi.dingtalk.com/robot/send?access_token=xxx
方法:POST
Body:
{
"msgtype": "text",
"text": {
"content": "5号机报警:温度=255℃(超限250℃)"
}
}
效果
5号机温度一旦超 250℃,钉钉群立刻收到消息。
老陈、出差在外的副总、维修师傅,全部同时知道。

五、避坑指南:90% IIoT项目会犯的5个错

老陈的注塑厂踩过的坑,其他人也会踩。

错1:4G流量爆掉

很多人:所有数据 1秒1次 上传。
一个月下来,50台 × 15MB/天 = 22.5GB/天 = 675GB/月。
4G物联网卡 1个月100GB都不够,流量费爆表
正确做法
数据类型上传周期流量/天
关键工艺参数1-5秒5-10MB
慢变数据30-60秒1-2MB
报警事件事件触发几KB
视频/图像一般不上传N/A
总原则
5秒采集 + 5秒上传
是性价比最高的频率。

错2:云平台选型拍脑袋

很多人:听说阿里云好用,就用阿里云。
问题
阿里云:生态好,文档全,但贵
AWS IoT:全球部署好,国内速度一般
Azure:企业级,与微软生态整合好
华为云:政企客户多,国产化替代
腾讯云:物联网轻量,IoT Explorer性价比高
百度云:天工物联网,AI能力突出
ThingsBoard(开源):自建,免费,但需要运维
选型决策
场景推荐
工厂数字化改造阿里云/AWS
政企/国企华为云
成本敏感/中小厂腾讯云 / ThingsBoard(自建)
已有云平台继续用
AI/数字孪生百度云/阿里云

错3:没做边缘缓存

很多人:4G断网 = 数据丢失。
实际上,云端数据有可能丢
4G信号弱
物联网卡欠费
云平台维护
工业网关死机
正确做法
边缘缓存
工业网关本地存 7天数据
断网时数据存本地
网络恢复后自动续传
ECU-1251 支持
断网缓存
手动/自动补传
数据完整性校验

错4:忽视网络安全

很多人:4G直连公网,PLC 暴露在公网上。
这是大坑
真实案例
2017年,WannaCry 病毒席卷全球,台积电3天损失17亿
2019年,挪威铝业Norsk Hydro遭勒索攻击,全球产线停摆
2020年,Honda汽车工厂遭Ekans勒索软件攻击,美国/英国/印度工厂停工
2021年,美国Colonial Pipeline输油管被攻击,全美东海岸断油6天
2022年,某汽车零部件巨头被攻击,14家工厂停产
工业系统,一旦被攻破,不是"数据丢",是"产线停"
正确做法
1.网络隔离:PLC/工业网关放在DMZ区,不直接暴露公网2.VPN加密:用IPSec/SSL VPN做专网3.白名单:只允许已知IP访问4.固件更新:工业网关定期升级补丁5.安全审计:日志记录,定期审计6.最小权限:云端账号分权,不用 root 账号
三菱官方建议
来源:iQ AppPortal Operating Manual 安全注意事项

错5:被"伪需求"忽悠

很多人:领导说要"数字孪生",于是花大钱上数字孪生平台。
问题
数字孪生是3D可视化+实时数据+仿真预测的集成,3D建模动辄几十万仿真预测需要AI算法
对老陈的注塑厂,现阶段根本不需要
老陈的真实需求:
1.手机看车间状态 ← 简单的2D看板就够2.故障及时通知 ← 钉钉/微信推送3.产量和合格率统计 ← Grafana/Excel就行
数字孪生,是未来的事
正确做法
分阶段实施
阶段1(0-3月):数据采集 + 报警推送  ← 现在
阶段2(3-6月):OEE分析 + 报表  ← 6个月后
阶段3(6-12月):AI预测性维护  ← 1年后
阶段4(1-2年):数字孪生  ← 2年后
不要一步到位。

六、选型清单:5款主流工业物联网平台对比

5款IIoT平台对比

平台厂商类型设备接入数数据存储可视化价格适合
阿里云物联网阿里公有云千万级TSDB时序DataV/QuickBI中大型企业
AWS IoT Core亚马逊公有云千万级TimestreamGrafana中高跨国企业
ThingsBoard开源自建/云百万级PostgreSQL/TSDB内置免费中小/国产化
华为云IoT华为公有云千万级时序分析华为云DLV政企/国企
腾讯云IoT腾讯公有云千万级时序腾讯云图成本敏感

选型决策树

预算?
├── 不差钱 → 阿里云 / AWS IoT
├── 适中 → 华为云 / 腾讯云
└── 预算紧 → ThingsBoard(自建)/ 腾讯云轻量
数据规模?
├── 千万级 → 公有云
├── 百万级 → 公有云 / 高级自建
└── 万级 → 自建 / 边缘本地
行业?
├── 汽车/电子 → 阿里云 / AWS
├── 政企/能源 → 华为云
├── 食品/制药 → 腾讯云
└── 国产替代 → 华为云 / ThingsBoard

选型3个坑

1."阿里云最稳" → 错。不同云在不同区域稳定性差异大。2."开源最省钱" → 错。ThingsBoard免费但运维成本高,适合有开发能力的团队3."上云就是IIoT" → 错。上云只是第一步,数据分析和AI才有价值

七、一句话总结

写到这里,给你一句话:
最后一句,送给所有IIoT工程师:

附录:常用IIoT平台选型速查表

场景设备规模推荐配置备注
注塑/机加工(中小)<50台阿里云 + 研华ECU网关4G/有线 双链路
化工厂任意华为云 + 工业防火墙等保2.0合规
食品/制药50-500台腾讯云 + 树莓派边缘成本敏感
汽车焊装>500台阿里云 + 5G专网大带宽低延迟
跨国企业任意AWS IoT跨地域部署
国产替代/政企任意华为云 / ThingsBoard自主可控
农场/水产偏远阿里云 + 4G/卫星弱网环境

参考资料

三菱MELSEC iQ-R Ethernet User's Manual (Application)
阿里云物联网平台产品文档(2026版)
AWS IoT Core Developer Guide
ThingsBoard CE 官方文档
GB/T 22239-2019 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求
GB/T 36572-2018 工业控制系统信息安全防护指南
工业和信息化部《工业互联网创新发展行动计划(2024-2026)》
作者
: 小讯
版本
: V1.0
日期
: 2026-06-11
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KEYWORDS
PLC, Mitsubishi, MELSEC, 三菱, 工业控制
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