PROJEKT

Modbus TCP-overvågningssoftware til live sensordata

Tilpasset softwareudvikling, Modbus TCP-kommunikation, Logning af sensordata, Dashboards til liveovervågning, Historisk trendanalyse, Advarsler og notifikationer, Rapporter og dataeksport

  • Branche: Industrielt udstyr
  • Letland Placering: Letland
  • Leveringstid: 10 uger
  • Teknologier: Python, JavaScript / TypeScript (Node.js)
3 måneder

Kunden overvåger maskinens tilstand, procesvariabler og miljøforhold gennem tilsluttet udstyr og sensorer. Softwaren er et Modbus TCP-overvågningssystem til opsætning af udstyrsforbindelser, aflæsning af sensor- og aktuator-data samt visning af liveværdier for ingeniørteamet. Den registrerer også målinger, viser historiske trends, anvender alarmgrænser og opretter rapporter. Arbejdsområdet er udviklet til at reducere manuelt overvågningsarbejde omkring maskindata.

Resumé

Problem

Kunden har brug for at overvåge maskinens tilstand, procesvariabler og miljømålinger på tværs af tilsluttet udstyr.

Løsning

Løsningen blev et modulært Modbus TCP-overvågningsarbejdsområde med livedashboards, datalogning, advarsler og rapporter.

Resultat

Softwaren er udviklet til at reducere manuelt overvågningsarbejde og holde udstyrsdata tilgængelige til gennemgang.

Kundehistorie

Kunden er en operatør af industrielt udstyr fra Letland. Virksomheden overvåger maskinens tilstand, procesvariabler og miljøforhold gennem tilsluttet udstyr og sensorer.

Kunden arbejder med sensor- og aktuator-data samt Modbus-registre.

Kunden ønskede at overføre udstyrsdata via egnede netværk, sikre overførslerne efter behov, vise live og historiske målinger samt understøtte konfigurerbare alarmer eller kontrolhandlinger.

Løsningen blev udformet som et modulært overvågningssystem. Der blev lagt særlig vægt på Modbus TCP-opsætning og live målinger.

Historiske tilstandsdata, grænseværdier og rapporter blev inkluderet med mulighed for senere indsamling af miljødata eller relæstyring.

Kunden bad om

  1. Overfør data via sikre trådløse protokoller eller netværksprotokoller
  2. Oprethold pålidelig dataoverførsel ved forbindelsesafbrydelser
  3. Vis live målinger, status, trends, grafer og rapporter
  4. Indstil grænseværdier, alarmer, notifikationer og kontrolhandlinger

Hvorfor standardsoftware ikke passede

Færdige IoT-udviklingsværktøjer tilbyder generelle tjenester til enheder, cloud og udvikling, men deres beskrivelser dækker ikke hele kundens overvågningsopgave i ét tilpasset arbejdsområde. Kunden havde brug for Modbus TCP-konfiguration, registeraflæsning, logning af maskindata, dashboards, projektspecifikke grænseværdier og mulige kontrolhandlinger forbundet med eget udstyr og egne regler.

Projektoversigt

Løsningen blev designet med en enkel forbindelsesopsætning til industrielle sensorer og maskiner. Ingeniøren indtaster enhedsnavn, netværksendepunkt og registerdefinitioner.

Pollingindstillinger og resultatet af forbindelsestesten fuldender opsætningen.

Til liveovervågning blev arbejdsområdet udstyret med valg af enhed, forbindelsesstatus og live sensorkort. En registertabel viser aktuelle værdier med tidsstempler.

Den aflæser sensor-, aktuator- og temperaturdata i ét dashboard. Luftfugtighedsmålinger og enhedsstatus er også tilgængelige.

Historiske data om maskinens tilstand registreres til analyse over tid. Trendgrafer viser data om vibrationer, temperatur og omdrejningstal, mens logtabellen gør de registrerede målinger tilgængelige.

Der blev tilføjet konfigurerbare grænseværdier til hændelsesovervågning. Ledere og administratorer kan angive grænser for temperatur, tryk og vibrationer samt definere notifikationsindstillinger.

Der blev inkluderet rapporter for gemte overvågningsdata. Systemet opretter JSON-, CSV- og PDF-filer og understøtter sammenligninger mellem udvalgte datakilder.

Den modulære struktur giver plads til senere tilføjelser som miljømålinger, tryksensorer og relæstyring.

Vigtige leverede funktioner

  • Konfiguration af Modbus TCP-enheder og registre
  • Live-dashboard til sensorer og aktuatorer
  • Temperatur- og luftfugtighedsmålinger i realtid
  • Historisk logning af maskinens tilstand
  • Trendgrafer for vibrationer og andre målinger
  • Konfigurerbare alarmgrænser
  • Notifikationsindstillinger for hændelser
  • Sammenligningsrapporter for udvalgte datakilder
  • JSON-, CSV- og PDF-dataeksport

Kan tilføjes

+ Indsamling af miljødata + Integration af tryksensorer + Relæstyring til opvarmning og køling + Fjernkommandoer til ventiler + Support til firmware og hardware + Forbindelse til mobilapplikation

Hvem kan ellers bruge denne løsning

Andre virksomheder med en lignende opgave inden for sensormonitorering kan tilpasse den samme løsning til deres udstyr, kommunikationsmetoder og kontrolregler.

En operatør inden for vand og miljø

Opgave Indsamler data fra distribuerede sensorer eller målere og overvåger forhold i felten.
Sådan hjælper løsningen Løsningen aflæser tilsluttede målinger, viser aktuel status, logger historik og understøtter alarmer eller kontrolhandlinger.
Energi og brændstof

En operatør af et smart landbrug

Opgave Indsamler målinger fra distribuerede feltsensorer og overvåger vækstforhold.
Sådan hjælper løsningen Løsningen samler sensordata i livedashboards, gemmer målinger over tid og understøtter notifikationer baseret på grænseværdier.
Landbrugsdrift

En driftsoperatør

Opgave Overvåger bygningsudstyr og miljøforhold på afstand.
Sådan hjælper løsningen Løsningen viser live målinger, gemmer historiske logge og leverer alarmer, rapporter eller kontrolfunktioner.
Husholdningsudstyr

Teknologier

Python

Dataindsamling og tjenester

Python understøtter tjenesterne til dataindsamling og kommunikation.

JavaScript / TypeScript (Node.js)

Dashboards og kommunikation

JavaScript og TypeScript understøtter overvågningsgrænseflader og netværkskommunikation.

PHP

Understøttende webtjenester

PHP-biblioteker understøtter udvalgte dokument- og applikationstjenester efter behov.

pymodbus

Python Modbus-kommunikation

pymodbus (et Python-bibliotek til Modbus-kommunikation) aflæser og arbejder med Modbus-registre.

modbus-serial

Node.js Modbus-kommunikation

modbus-serial (et Node.js-bibliotek til Modbus RTU og TCP) understøtter kommunikation med udstyr.

jsmodbus

Seriel Modbus og TCP Modbus

jsmodbus (en JavaScript-implementering af Modbus-protokollen) understøtter serielle Modbus- og TCP-forbindelser.

grafanalib

Udvikling af Grafana-dashboards

grafanalib (et Python-bibliotek til opbygning af Grafana-dashboards) hjælper med at oprette overvågningsdashboards.

Plotly

Interaktiv datavisualisering

Plotly viser interaktive grafer til overvågning og historisk analyse.

httpx

HTTP-datakommunikation

httpx (en Python-HTTP-klient) understøtter kommunikation med tilsluttede tjenester.

JSON, CSV, PDF

Dataudveksling og rapporter

Systemet udveksler data og opretter rapporter i JSON-, CSV- og PDF-formater.

Integrationer

Modbus TCP equipment

Systemet aflæser registre og udveksler sensor- eller aktuator-data med tilsluttet industrielt udstyr.

HTTP and HTTPS services

Overvågningssystemet sender og modtager formaterede data via HTTP- eller sikre HTTPS-forbindelser.

MQTT

Systemet kan udveksle sensordata med platforme og udstyr via MQTT.

Grafana

Løsningen kan forbinde dashboarddefinitioner og visninger til visuel overvågning med Grafana.

SCADA systems

Overvågningsløsningen kan efter behov udveksle industridata med SCADA-systemer.

Cloud platforms and databases

Systemet kan sende gemte eller live overvågningsdata til tilsluttede cloudplatforme eller databaser.

Resultatet

Live-status for udstyr i én visning

Livedashboardet samler aktuelle maskin- og miljømålinger ét sted. Forbindelsesstatus og registerværdier vises sammen med temperaturmålinger.

Ingeniørteamet kan også se luftfugtighed, enhedsstatus og tidsstempler for indkommende data.

Sådan fungerer det

  1. Enhedsvælgeren identificerer det tilsluttede udstyr, der vises i dashboardet.
  2. Live sensor-, aktuator- og temperaturdata vises på sensorkort.
  3. Modbus-registertabellen viser registerværdier med et tidsstempel for hver måling.
  • Konfigurer Modbus TCP-forbindelser
  • Gennemgå den aktuelle forbindelsesstatus
  • Overvåg live sensordata
Bemærk: Dashboardet kombinerer live målinger med den forbindelsesstatus, der er nødvendig for at fortolke dem.
Live-dashboard til Modbus-enheder

Live-dashboard til Modbus-enheder

Funktioner på denne skærm
Konfigurer Modbus TCP Administrer sensordata Vis data i realtid

Historiske målinger understøtter gennemgang af udstyr

Tilstandsloggen omsætter gemte målinger til trends over tid. Analytikere kan gennemgå indikatorer for maskinens tilstand samt ændringer i vibrationer og temperatur.

Målinger af omdrejningstal, forskydning og acceleration er tilgængelige til videre gennemgang i samme historikvisning.

Sådan fungerer det

  1. Filteret for tidsinterval begrænser de loggede maskinmålinger, der vises på skærmen.
  2. Trendgrafen visualiserer temperatur-, vibrations- og omdrejningstaldata.
  3. Indikatoren for maskinens tilstand og den historiske logtabel viser den registrerede udstyrstilstand.
  • Gennemgå loggede maskinmålinger
  • Sammenlign målinger for en valgt periode
  • Undersøg den historiske log
Maskintrends og tilstandslog

Maskintrends og tilstandslog

Funktioner på denne skærm
Log tilstandsdata Visualiser sensordata

Grænseværdier gør hændelser synlige

Skærmen med alarmindstillinger giver kunden et tydeligt sted at definere driftsgrænser. Grænseværdier for temperatur, tryk og vibrationer er knyttet til hændelsesstatusser og notifikationsindstillinger.

Det holder alarmreglerne tæt på de målepunkter, de overvåger, og understøtter senere kontrolhandlinger, når projektet omfatter dem.

Sådan fungerer det

  1. Målepunktsvælgeren identificerer den måling, der har en alarmregel.
  2. Felter til grænseværdier gemmer temperatur-, tryk- eller vibrationsgrænser.
  3. Forhåndsvisningen af alarmstatus viser den konfigurerede hændelsesstatus, mens notifikationsindstillingerne definerer de tilknyttede notifikationer.
  • Konfigurer alarmgrænser
  • Forhåndsvis alarmstatusser
  • Indstil notifikationspræferencer
Tip: Grænseværdier konfigureres ud fra de målepunkter, der er vigtige for det overvågede udstyr.
Indstillinger for grænseværdier og notifikationer

Indstillinger for grænseværdier og notifikationer

Funktioner på denne skærm
Konfigurerbare alarmgrænser

Udstyrsforbindelser følger en tydelig opsætning

Forbindelsesopsætningsskærmen samler konfiguration af enheder og registre på ét sted. Ingeniører definerer netværksendepunktet og de tilknyttede registre, før forbindelsesresultatet kontrolleres.

Pollingdetaljerne tilpasser overvågningssystemet til kundens udstyr og kommunikationsregler.

Sådan fungerer det

  1. Felterne for enhedsnavn, IP-adresse og port identificerer udstyrsforbindelsen.
  2. Felter til registerdefinitioner gemmer de Modbus-registre, der er knyttet til sensor- og aktuator-data.
  3. Pollingkonfigurationen og resultatet af forbindelsestesten viser, hvordan systemet kommunikerer med enheden.
  • Definer Modbus-registre
  • Indstil pollingdetaljer
  • Gennemgå forbindelsestesten
Opsætning af Modbus TCP-forbindelse

Opsætning af Modbus TCP-forbindelse

Funktioner på denne skærm
Konfigurer Modbus TCP

Rapporter omdanner gemte data til filer, der kan deles

Rapportskærmen klargør historiske overvågningsdata til analyse. Analytikere og ledere kan oprette en rapport og sammenligne udvalgte kilder.

Systemet eksporterer de valgte data som JSON, CSV eller PDF til driftsmæssig gennemgang.

Sådan fungerer det

  1. Rapporttypen og filtrene for datointerval identificerer de gemte sensordata, der skal med i rapporten.
  2. Vælgeren til kildesammenligning sammenligner udvalgte overvågningsdatakilder.
  3. Rapportgeneratoren opretter JSON-, CSV- eller PDF-output fra de valgte data.
  • Opret analyserapporter
  • Sammenlign udvalgte datakilder
  • Eksporter JSON, CSV eller PDF
Rapporter og dataeksport

Rapporter og dataeksport

Funktioner på denne skærm
Opret rapporter til analyse Rapporter til datasammenligning

Hvad løsningen giver

Med denne løsning kan operatøren:

  • Overvåge udstyr og miljømålinger fra ét arbejdsområde
  • Gennemgå maskinens tilstandsdata med historiske grafer og logge
  • Indstille grænseværdier for temperatur-, tryk- og vibrationshændelser
  • Modtage notifikationer baseret på konfigurerede overvågningsforhold
  • Oprette rapporter i JSON, CSV og PDF
  • Udvide systemet med kontrolhandlinger og tilsluttede platforme

Kan standardløsninger klare opgaven?

Før designet blev opgaven sammenlignet med færdige produkter ud fra deres egne beskrivelser.

Hvad kunden har brug for IoT-platforme Particle, AWS IoT, Blynk IoT platform IoT-frameworks Eclipse IoT, Mozilla WebThings Opbygning af IoT-systemer Niagara 4 Tilpasset løsning
Overfør data via de nødvendige protokoller delvist
Sikker og robust dataoverførsel delvist
Live målinger og historiske rapporter delvist
Grænseværdier, alarmer og kontrol delvist
Passer til kundens egne regler: trin, roller og rapporter — — —
Alle trin samlet ét sted —
Ingen manuelle trin mellem programmer — — —

Baseret på produkternes og kategoriernes offentlige beskrivelser.

De vigtigste dele af opgaven findes i færdige IoT-platforme og frameworks, og et færdigt produkt er tilstrækkeligt, når der kun er brug for én del.

Denne kunde havde brug for sin egen software, fordi overvågningsopgaven kombinerer Modbus TCP-opsætning, specifikke registre, live- og historiske visninger, grænseværdier, rapporter og mulige kontrolhandlinger.

Løsningen samler disse dele i ét arbejdsområde og tilpasser dem til kundens udstyr og regler i stedet for at overlade forbindelserne mellem separate værktøjer til manuelt arbejde.

Til sidst

Til sidst blev løsningen udviklet til at reducere manuelt overvågningsarbejde omkring data fra tilsluttet udstyr.

FAQ

Overvejer du at bygge et lignende system? Disse svar forklarer, hvordan en Modbus TCP-overvågningsløsning kan tilpasses udstyr, sensordata, kommunikationsregler og fremtidige kontrolbehov.

Brug for noget lignende? Lad os tale sammen
Eller se flere projekter