PROJEKTS

Modbus TCP monitoringa programmatūra sensoru datu pārraidei reāllaikā

Pielāgotas programmatūras izstrāde, Modbus TCP komunikācija, Sensoru datu reģistrēšana, Reāllaika monitoringa informācijas paneļi, Vēsturisko tendenču analīze, Brīdinājumi un paziņojumi, Pārskati un datu eksports

  • Nozare: Rūpnieciskās iekārtas
  • Latvija Atrašanās vieta: Latvija
  • Izstrādes laiks: 10 nedēļas
  • Tehnoloģijas: Python, JavaScript / TypeScript (Node.js)
3 mēneši

Klients uzrauga iekārtu stāvokli, procesa parametrus un vides apstākļus, izmantojot savienotas iekārtas un sensorus. Programmatūra ir Modbus TCP monitoringa sistēma iekārtu savienojumu konfigurēšanai, sensoru un izpildmehānismu datu nolasīšanai un aktuālo vērtību attēlošanai inženieru komandai. Tā arī reģistrē mērījumus, attēlo vēsturiskās tendences, piemēro brīdinājumu sliekšņus un veido pārskatus. Darba vide palīdz samazināt manuālo darbu, uzraugot iekārtu datus.

Kopsavilkums

Problēma

Klientam nepieciešams uzraudzīt iekārtu stāvokli, procesa parametrus un vides rādījumus savienotās iekārtās.

Risinājums

Risinājums ir modulāra Modbus TCP monitoringa darba vide ar reāllaika informācijas paneļiem, datu reģistrēšanu, brīdinājumiem un pārskatiem.

Rezultāts

Programmatūra palīdz samazināt manuālo uzraudzības darbu un saglabāt iekārtu datus pārskatīšanai.

Klienta stāsts

Klients ir rūpniecisko iekārtu operators no Latvijas. Tas uzrauga iekārtu stāvokli, procesa parametrus un vides apstākļus, izmantojot savienotas iekārtas un sensorus.

Klients strādā ar sensoru datiem, izpildmehānismu datiem un Modbus reģistriem.

Bija nepieciešams pārraidīt iekārtu datus pa piemērotiem tīkliem, vajadzības gadījumā nodrošināt drošus pārsūtījumus, attēlot aktuālos un vēsturiskos rādījumus, kā arī atbalstīt konfigurējamus trauksmes signālus vai vadības darbības.

Risinājums tika veidots kā modulāra monitoringa sistēma. Īpaša uzmanība tika pievērsta Modbus TCP iestatīšanai un aktuālo rādījumu attēlošanai.

Tika iekļauti vēsturiskie stāvokļa dati, sliekšņu iestatījumi un pārskati, vienlaikus saglabājot iespēju vēlāk pievienot vides datu apkopošanu vai releju vadību.

Klients lūdza

  1. Pārraidīt datus, izmantojot drošus bezvadu vai tīkla protokolus
  2. Nodrošināt uzticamu datu pārsūtīšanu savienojuma pārtraukumu laikā
  3. Attēlot aktuālos rādījumus, statusu, tendences, diagrammas un pārskatus
  4. Iestatīt sliekšņus, brīdinājumus, paziņojumus un vadības darbības

Kāpēc gatava programmatūra nebija piemērota

Gatavie IoT izstrādes rīki nodrošina vispārīgus ierīču, mākoņpakalpojumu un izstrādes pakalpojumus, taču to apraksti neaptver visu šī klienta monitoringa uzdevumu vienā pielāgotā darba vidē. Klientam bija nepieciešama Modbus TCP konfigurēšana, reģistru nolasīšana, iekārtu datu reģistrēšana, informācijas paneļi, konkrētam projektam pielāgoti sliekšņi un iespējamās vadības darbības, kas saistītas ar tā iekārtām un noteikumiem.

Projekta pārskats

Risinājums tika izstrādāts ar skaidru rūpniecisko sensoru un iekārtu savienojuma iestatīšanu. Inženieris ievada ierīces nosaukumu, tīkla adresi un reģistru definīcijas.

Iestatīšanu noslēdz datu nolasīšanas iestatījumi un savienojuma testa rezultāts.

Reāllaika monitoringam darba vide tika papildināta ar ierīces izvēli, savienojuma statusu un sensoru kartītēm. Reģistru tabulā redzamas pašreizējās vērtības ar laika zīmogiem.

Vienā informācijas panelī tiek nolasīti sensoru, izpildmehānismu un temperatūras dati. Pieejami arī mitruma rādījumi un ierīces statuss.

Vēsturiskie iekārtu stāvokļa dati tiek saglabāti analīzei laika gaitā. Tendenču diagrammās redzami vibrācijas, temperatūras un apgriezienu dati, bet žurnāla tabulā pieejami reģistrētie mērījumi.

Incidentu monitoringam tika pievienoti konfigurējami sliekšņi. Vadītāji un administratori var iestatīt temperatūras, spiediena un vibrācijas robežas, kā arī paziņojumu iestatījumus.

Saglabātajiem monitoringa datiem tika pievienoti pārskati. Sistēma veido JSON, CSV un PDF failus un ļauj salīdzināt atlasītos datu avotus.

Modulārā struktūra ļauj vēlāk pievienot vides mērījumus, spiediena sensorus un releju vadību.

Piegādātās galvenās funkcijas

  • Modbus TCP ierīču un reģistru konfigurēšana
  • Sensoru un izpildmehānismu informācijas panelis reāllaikā
  • Temperatūras un mitruma rādījumi reāllaikā
  • Vēsturiska iekārtu stāvokļa reģistrēšana
  • Vibrācijas un citu mērījumu tendenču diagrammas
  • Konfigurējami brīdinājumu sliekšņi
  • Paziņojumu iestatījumi incidentiem
  • Salīdzinošie pārskati atlasītiem datu avotiem
  • JSON, CSV un PDF datu eksports

Var pievienot

+ Vides datu apkopošana + Spiediena sensoru integrācija + Releju vadība apkurei un dzesēšanai + Attālinātas vārstu komandas + Programmaparatūras un aparatūras atbalsts + Mobilās lietotnes savienojums

Kas vēl var izmantot šo risinājumu

Citi uzņēmumi ar līdzīgu sensoru monitoringa uzdevumu var pielāgot šo risinājumu savām iekārtām, komunikācijas metodēm un vadības noteikumiem.

Ūdenssaimniecības un vides operators

Uzdevums Tas apkopo izkliedētu sensoru vai skaitītāju datus un uzrauga apstākļus objektā.
Kā risinājums palīdz Risinājums nolasa savienotos mērījumus, attēlo pašreizējo statusu, reģistrē vēsturi un atbalsta brīdinājumus vai vadības darbības.
Enerģija un degviela

Viedās saimniecības operators

Uzdevums Tas apkopo rādījumus no izkliedētiem lauka sensoriem un uzrauga augšanas apstākļus.
Kā risinājums palīdz Risinājums apkopo sensoru datus reāllaika informācijas paneļos, saglabā mērījumus laika gaitā un atbalsta paziņojumus pēc sliekšņiem.
Lauksaimniecības operācijas

Ēku apsaimniekošanas operators

Uzdevums Tas attālināti uzrauga ēku iekārtas un vides apstākļus.
Kā risinājums palīdz Risinājums attēlo aktuālos rādījumus, saglabā vēsturiskos žurnālus un nodrošina brīdinājumus, pārskatus vai vadības funkcijas.
Sadzīves tehnika

Tehnoloģiju steks

Python

Datu ieguve un pakalpojumi

Python nodrošina datu ieguves un komunikācijas pakalpojumus.

JavaScript / TypeScript (Node.js)

Informācijas paneļi un komunikācija

JavaScript un TypeScript nodrošina monitoringa saskarnes un tīkla komunikāciju.

PHP

Atbalsta tīmekļa pakalpojumi

PHP bibliotēkas vajadzības gadījumā nodrošina atsevišķus dokumentu un lietotņu pakalpojumus.

pymodbus

Python Modbus komunikācija

pymodbus (Python bibliotēka Modbus komunikācijai) nolasa un apstrādā Modbus reģistrus.

modbus-serial

Node.js Modbus komunikācija

modbus-serial (Node.js bibliotēka Modbus RTU un TCP) nodrošina komunikāciju ar iekārtām.

jsmodbus

Seriālais un TCP Modbus

jsmodbus (JavaScript Modbus protokola implementācija) nodrošina seriālos un TCP Modbus savienojumus.

grafanalib

Grafana informācijas paneļu izveide

grafanalib (Python bibliotēka Grafana informācijas paneļu veidošanai) palīdz izveidot monitoringa paneļus.

Plotly

Interaktīva datu vizualizācija

Plotly attēlo interaktīvas diagrammas monitoringam un vēsturiskajai analīzei.

httpx

HTTP datu komunikācija

httpx (Python HTTP klients) nodrošina komunikāciju ar savienotajiem pakalpojumiem.

JSON, CSV, PDF

Datu apmaiņa un pārskati

Sistēma apmainās ar datiem un veido pārskatus JSON, CSV un PDF formātā.

Integrācijas

Modbus TCP equipment

Sistēma nolasa reģistrus un apmainās ar sensoru vai izpildmehānismu datiem ar savienotām rūpnieciskajām iekārtām.

HTTP and HTTPS services

Monitoringa sistēma nosūta un saņem formatētus datus, izmantojot HTTP vai drošus HTTPS savienojumus.

MQTT

Sistēma var apmainīties ar sensoru datiem ar platformām un iekārtām, izmantojot MQTT.

Grafana

Risinājums var savienot informācijas paneļu definīcijas un vizuālos monitoringa skatus ar Grafana.

SCADA systems

Monitoringa risinājums vajadzības gadījumā var apmainīties ar rūpnieciskajiem datiem ar SCADA sistēmām.

Cloud platforms and databases

Sistēma var nosūtīt saglabātos vai aktuālos monitoringa datus savienotām mākoņplatformām vai datubāzēm.

Rezultāts

Iekārtu aktuālais statuss vienā skatā

Aktuālo datu panelis apkopo pašreizējos iekārtu un vides rādījumus vienuviet. Savienojuma statuss un reģistru vērtības redzamas līdzās temperatūras rādījumiem.

Inženieru komanda redz arī mitrumu, ierīces statusu un ienākošo datu laika zīmogus.

Kā tas darbojas

  1. Ierīces izvēle identificē informācijas panelī attēloto savienoto iekārtu.
  2. Sensoru kartītēs redzami aktuālie sensoru, izpildmehānismu un temperatūras dati.
  3. Modbus reģistru tabulā katrai vērtībai redzams reģistra saturs un laika zīmogs.
  • Konfigurēt Modbus TCP savienojumus
  • Pārskatīt pašreizējo savienojuma statusu
  • Uzraudzīt sensoru datus reāllaikā
Piezīme: Informācijas panelis apvieno aktuālos rādījumus ar to interpretācijai nepieciešamo savienojuma statusu.
Modbus ierīces informācijas panelis reāllaikā

Modbus ierīces informācijas panelis reāllaikā

Šī ekrāna funkcijas
Konfigurēt Modbus TCP Pārvaldīt sensoru datus Attēlot datus reāllaikā

Vēsturiskie rādījumi palīdz novērtēt iekārtas

Stāvokļa žurnāls pārvērš saglabātos mērījumus par tendencēm laika gaitā. Analītiķi var pārskatīt iekārtu stāvokļa rādītājus un vibrācijas un temperatūras izmaiņas.

Apgriezienu, pārvietojuma un paātrinājuma rādījumi turpmākai pārskatīšanai pieejami tajā pašā vēstures skatā.

Kā tas darbojas

  1. Laika diapazona filtrs ierobežo ekrānā attēlotos reģistrētos iekārtu mērījumus.
  2. Tendenču diagramma vizualizē temperatūras, vibrācijas un apgriezienu datus.
  3. Iekārtas stāvokļa indikators un vēsturiskā žurnāla tabula parāda reģistrēto iekārtas stāvokli.
  • Pārskatīt reģistrētos iekārtu mērījumus
  • Salīdzināt rādījumus atlasītā periodā
  • Pārbaudīt vēsturisko žurnālu
Iekārtas tendences un stāvokļa žurnāls

Iekārtas tendences un stāvokļa žurnāls

Šī ekrāna funkcijas
Reģistrēt stāvokļa datus Vizualizēt sensoru datus

Sliekšņi padara incidentus pamanāmus

Brīdinājumu iestatījumu ekrāns nodrošina skaidru vietu, kur definēt darbības robežas. Temperatūras, spiediena un vibrācijas sliekšņi ir saistīti ar incidentu stāvokļiem un paziņojumu iestatījumiem.

Tas saglabā brīdinājumu noteikumus tuvu uzraugāmajiem rādītājiem un atbalsta turpmākas vadības darbības, ja tās paredzētas projektā.

Kā tas darbojas

  1. Rādītāja izvēle identificē mērījumu, kuram piemērots brīdinājuma noteikums.
  2. Sliekšņu lauki saglabā temperatūras, spiediena vai vibrācijas robežas.
  3. Trauksmes stāvokļa priekšskatījums rāda konfigurēto incidenta stāvokli, bet paziņojumu iestatījumi nosaka saistītos paziņojumus.
  • Konfigurēt brīdinājumu sliekšņus
  • Priekšskatīt trauksmes stāvokļus
  • Iestatīt paziņojumu preferences
Ieteikums: Sliekšņi tiek konfigurēti atbilstoši uzraugāmajām iekārtām svarīgajiem rādītājiem.
Sliekšņu un paziņojumu iestatījumi

Sliekšņu un paziņojumu iestatījumi

Šī ekrāna funkcijas
Konfigurējami brīdinājumu sliekšņi

Iekārtu savienojumiem ir skaidra iestatīšanas kārtība

Savienojuma iestatīšanas ekrāns apvieno ierīces un reģistru konfigurāciju vienuviet. Inženieri definē tīkla adresi un pievienotos reģistrus, pēc tam pārbauda savienojuma rezultātu.

Datu nolasīšanas iestatījumi pielāgo monitoringa sistēmu klienta iekārtām un komunikācijas noteikumiem.

Kā tas darbojas

  1. Ierīces nosaukuma, IP adreses un porta lauki identificē iekārtas savienojumu.
  2. Reģistru definīciju lauki saglabā ar sensoru un izpildmehānismu datiem saistītos Modbus reģistrus.
  3. Datu nolasīšanas konfigurācija un savienojuma testa rezultāts parāda, kā sistēma sazinās ar ierīci.
  • Definēt Modbus reģistrus
  • Iestatīt datu nolasīšanas parametrus
  • Pārskatīt savienojuma testu
Modbus TCP savienojuma iestatīšana

Modbus TCP savienojuma iestatīšana

Šī ekrāna funkcijas
Konfigurēt Modbus TCP

Pārskati pārvērš saglabātos datus kopīgojamos failos

Pārskatu ekrāns sagatavo vēsturiskos monitoringa datus analīzei. Analītiķi un vadītāji var izveidot pārskatu un salīdzināt atlasītos avotus.

Sistēma eksportē atlasītos datus JSON, CSV vai PDF formātā operatīvai pārskatīšanai.

Kā tas darbojas

  1. Pārskata veids un datumu diapazona filtri identificē pārskatā iekļaujamos saglabātos sensoru datus.
  2. Avotu salīdzināšanas izvēle salīdzina atlasītos monitoringa datu avotus.
  3. Pārskatu ģenerators no atlasītajiem datiem izveido JSON, CSV vai PDF failu.
  • Ģenerēt analīzes pārskatus
  • Salīdzināt atlasītos datu avotus
  • Eksportēt JSON, CSV vai PDF
Pārskati un datu eksports

Pārskati un datu eksports

Šī ekrāna funkcijas
Ģenerēt analīzes pārskatus Datu salīdzināšanas pārskati

Ko sniedz risinājums

Izmantojot šo risinājumu, operators var:

  • Uzraudzīt iekārtas un vides rādījumus vienā darba vidē
  • Pārskatīt iekārtu stāvokļa datus ar vēsturiskām diagrammām un žurnāliem
  • Iestatīt sliekšņus temperatūras, spiediena un vibrācijas incidentiem
  • Saņemt paziņojumus, balstoties uz konfigurētajiem monitoringa apstākļiem
  • Veidot pārskatus JSON, CSV un PDF formātā
  • Paplašināt sistēmu ar vadības darbībām un savienotām platformām

Vai gatavas sistēmas varētu paveikt šo darbu?

Pirms izstrādes uzdevums tika salīdzināts ar gataviem produktiem, balstoties uz to aprakstiem.

Kas nepieciešams klientam IoT platformas Particle, AWS IoT, Blynk IoT platform IoT ietvari Eclipse IoT, Mozilla WebThings IoT sistēmu izveide Niagara 4 Pielāgots risinājums
Pārraidīt datus, izmantojot nepieciešamos protokolus daļēji
Droša un noturīga datu pārsūtīšana daļēji
Aktuālie rādījumi un vēsturiskie pārskati daļēji
Sliekšņi, brīdinājumi un vadība daļēji
Atbilst klienta noteikumiem: posmiem, lomām un pārskatiem — — —
Visi soļi vienuviet —
Nav manuālu darbību starp programmām — — —

Pamatojoties uz produktu un to kategoriju publiskajiem aprakstiem.

Gatavos IoT platformu un ietvaru risinājumos ir pieejamas galvenās uzdevuma daļas, un gatavs produkts ir pietiekams, ja nepieciešama tikai viena no tām.

Šim klientam bija nepieciešama paša programmatūra, jo monitoringa uzdevums apvieno Modbus TCP iestatīšanu, konkrētus reģistrus, aktuālos un vēsturiskos skatus, sliekšņus, pārskatus un iespējamās vadības darbības.

Risinājums šīs daļas apvieno vienā darba vidē un pielāgo klienta iekārtām un noteikumiem, nevis atstāj savienojumus starp atsevišķiem rīkiem manuālam darbam.

Noslēgumā

Noslēgumā risinājums tika izveidots, lai samazinātu manuālo darbu ar savienoto iekārtu datu uzraudzību.

BUJ

Vai apsverat līdzīgas sistēmas izveidi? Šīs atbildes izskaidro, kā Modbus TCP monitoringa risinājumu var pielāgot iekārtām, sensoru datiem, komunikācijas noteikumiem un turpmākām vadības vajadzībām.

Nepieciešams kaut kas līdzīgs? Sazināsimies
Vai pārlūkot citus projektus