PROJEKTI

Modbus TCP -valvontaohjelmisto reaaliaikaisille anturitiedoille

Räätälöity ohjelmistokehitys, Modbus TCP -tiedonsiirto, Anturitietojen lokitus, Reaaliaikaiset valvontakoontinäytöt, Historiallinen trendianalyysi, Hälytykset ja ilmoitukset, Raportit ja tietojen vienti

  • Toimiala: Teollisuuslaitteet
  • Latvia Sijainti: Latvia
  • Toimitusaika: 10 viikkoa
  • Teknologiat: Python, JavaScript / TypeScript (Node.js)
3 kuukautta

Asiakas valvoo koneiden kuntoa, prosessimuuttujia ja ympäristöolosuhteita yhdistettyjen laitteiden ja antureiden avulla. Ohjelmisto on Modbus TCP -valvontajärjestelmä laiteyhteyksien määrittämiseen, anturi- ja toimilaitetietojen lukemiseen sekä reaaliaikaisten arvojen näyttämiseen suunnittelutiimille. Se myös tallentaa mittauksia, näyttää historiallisia trendejä, soveltaa hälytysrajoja ja luo raportteja. Työtila vähentää koneisiin liittyvän datan manuaalista valvontatyötä.

Yhteenveto

Ongelma

Asiakas tarvitsee koneiden kunnon, prosessimuuttujien ja ympäristömittausten valvontaa yhdistetyissä laitteissa.

Ratkaisu

Ratkaisuksi rakennettiin modulaarinen Modbus TCP -valvontatyötila reaaliaikaisilla koontinäytöillä, tietojen lokituksella, hälytyksillä ja raporteilla.

Tulos

Ohjelmisto vähentää manuaalista valvontatyötä ja pitää laitetiedot käytettävissä tarkastelua varten.

Asiakkaan tarina

Asiakas on latvialainen teollisuuslaitteiden käyttäjä. Se valvoo koneiden kuntoa, prosessimuuttujia ja ympäristöolosuhteita yhdistettyjen laitteiden ja antureiden avulla.

Asiakas työskentelee anturi- ja toimilaitetietojen sekä Modbus-rekisterien kanssa.

Tavoitteena oli siirtää laitetietoja sopivien verkkojen kautta, pitää siirrot tarvittaessa suojattuina, näyttää reaaliaikaiset ja historialliset lukemat sekä tukea määritettäviä hälytyksiä ja ohjaustoimintoja.

Ratkaisu rakennettiin modulaariseksi valvontajärjestelmäksi. Erityistä huomiota kiinnitettiin Modbus TCP -määrityksiin ja reaaliaikaisiin lukemiin.

Mukaan lisättiin historialliset kuntotiedot, raja-arvoasetukset ja raportit. Rakenteeseen jätettiin tilaa myöhemmälle ympäristötietojen keruulle tai releohjaukselle.

Asiakas pyysi

  1. Tietojen siirtäminen suojatuilla langattomilla tai verkkoprotokollilla
  2. Luotettava tiedonsiirto yhteyskatkosten aikana
  3. Reaaliaikaisten lukemien, tilan, trendien, kaavioiden ja raporttien näyttäminen
  4. Raja-arvojen, hälytysten, ilmoitusten ja ohjaustoimintojen määrittäminen

Miksi valmis ohjelmisto ei sopinut

Valmiit IoT-kehitystyökalut tarjoavat yleisiä laite-, pilvi- ja kehityspalveluita, mutta niiden kuvaukset eivät kata asiakkaan koko valvontatehtävää yhdessä räätälöidyssä työtilassa. Asiakas tarvitsi Modbus TCP -määritykset, rekisterien luvun, konedatan lokituksen, koontinäytöt, projektikohtaiset raja-arvot ja mahdolliset ohjaustoiminnot omiin laitteisiinsa ja sääntöihinsä yhdistettyinä.

Projektin yleiskatsaus

Ratkaisu suunniteltiin teollisuusantureiden ja -laitteiden selkeän yhteysmäärityksen ympärille. Insinööri syöttää laitteen nimen, verkko-osoitteen ja rekisterimääritykset.

Kyselyasetukset ja yhteystestin tulos viimeistelevät määritykset.

Reaaliaikaista valvontaa varten työtilaan lisättiin laitteen valinta, yhteyden tila ja reaaliaikaiset anturikortit. Rekisteritaulukko näyttää ajantasaiset arvot aikaleimoineen.

Se lukee anturi-, toimilaite- ja lämpötilatiedot yhdellä koontinäytöllä. Myös kosteusarvot ja laitteen tila ovat saatavilla.

Koneiden historialliset kuntotiedot tallennetaan ajan mittaan tapahtuvaa analyysiä varten. Trendikaaviot näyttävät värinä-, lämpötila- ja RPM-tiedot, ja lokitaulukossa tallennetut mittaukset ovat käytettävissä.

Tapahtumien valvontaa varten lisättiin määritettävät raja-arvot. Johtajat ja ylläpitäjät voivat asettaa lämpötila-, paine- ja värinärajat sekä määrittää ilmoitusasetukset.

Tallennetuille valvontatiedoille lisättiin raportit. Järjestelmä tuottaa JSON-, CSV- ja PDF-tiedostoja ja tukee valittujen tietolähteiden vertailua.

Modulaarinen rakenne mahdollistaa myöhemmät lisäykset, kuten ympäristömittaukset, paineanturit ja releohjauksen.

Toimitetut pääominaisuudet

  • Modbus TCP -laitteiden ja rekisterien määritys
  • Reaaliaikainen anturi- ja toimilaitekoontinäyttö
  • Reaaliaikaiset lämpötila- ja kosteusarvot
  • Koneiden historiallisten kuntotietojen lokitus
  • Värinä- ja muiden mittausten trendikaaviot
  • Määritettävät hälytysrajat
  • Tapahtumien ilmoitusasetukset
  • Valittujen tietolähteiden vertailuraportit
  • Tietojen vienti JSON-, CSV- ja PDF-muodoissa

Lisättävissä

+ Ympäristötietojen keruu + Paineanturin integrointi + Lämmityksen ja jäähdytyksen releohjaus + Venttiilien etäohjaus + Laiteohjelmisto- ja laitetuki + Mobiilisovelluksen yhdistäminen

Ketkä muut voivat käyttää tätä ratkaisua

Muut yritykset, joilla on vastaava anturien valvontatehtävä, voivat mukauttaa saman ratkaisun omiin laitteisiinsa, tiedonsiirtomenetelmiinsä ja ohjaussääntöihinsä.

Vesi- ja ympäristöalan toimija

Tehtävä Se kerää hajautettujen antureiden tai mittareiden tietoja ja valvoo kenttäolosuhteita.
Miten ratkaisu auttaa Ratkaisu lukee yhdistetyt mittaukset, näyttää nykytilan, tallentaa historian ja tukee hälytyksiä tai ohjaustoimintoja.

Älymaatalouden toimija

Tehtävä Se kerää hajautettujen kenttäantureiden lukemia ja valvoo kasvuolosuhteita.
Miten ratkaisu auttaa Ratkaisu tuo anturitiedot reaaliaikaisiin koontinäyttöihin, tallentaa mittaukset ajan mittaan ja tukee raja-arvoihin perustuvia ilmoituksia.

Kiinteistöjen ylläpitäjä

Tehtävä Se valvoo rakennusten laitteita ja ympäristöolosuhteita etänä.
Miten ratkaisu auttaa Ratkaisu näyttää reaaliaikaiset lukemat, säilyttää historiatiedot ja tarjoaa hälytyksiä, raportteja tai ohjaustoimintoja.

Teknologiapino

Python

Tiedonkeruu ja palvelut

Python tukee tiedonkeruu- ja tiedonsiirtopalveluita.

JavaScript / TypeScript (Node.js)

Koontinäytöt ja tiedonsiirto

JavaScript ja TypeScript tukevat valvontakäyttöliittymiä ja verkkotiedonsiirtoa.

PHP

Tukevat verkkopalvelut

PHP-kirjastot tukevat tarvittaessa valittuja dokumentti- ja sovelluspalveluita.

pymodbus

Python-Modbus-tiedonsiirto

pymodbus (Python-kirjasto Modbus-tiedonsiirtoon) lukee Modbus-rekistereitä ja käsittelee niitä.

modbus-serial

Node.js-Modbus-tiedonsiirto

modbus-serial (Node.js-kirjasto Modbus RTU- ja TCP-yhteyksille) tukee tiedonsiirtoa laitteiden kanssa.

jsmodbus

Sarja- ja TCP-Modbus

jsmodbus (JavaScript-toteutus Modbus-protokollalle) tukee sarja- ja TCP-Modbus-yhteyksiä.

grafanalib

Grafana-koontinäyttöjen rakentaminen

grafanalib (Python-kirjasto Grafana-koontinäyttöjen rakentamiseen) auttaa luomaan valvontakoontinäyttöjä.

Plotly

Interaktiivinen tietojen visualisointi

Plotly näyttää interaktiivisia kaavioita valvontaa ja historiallista analyysiä varten.

httpx

HTTP-tiedonsiirto

httpx (Pythonin HTTP-asiakas) tukee tiedonsiirtoa yhdistettyjen palveluiden kanssa.

JSON, CSV, PDF

Tietojenvaihto ja raportit

Järjestelmä vaihtaa tietoja ja luo raportteja JSON-, CSV- ja PDF-muodoissa.

Integraatiot

Modbus TCP equipment

Järjestelmä lukee rekistereitä ja vaihtaa anturi- tai toimilaitetietoja yhdistettyjen teollisuuslaitteiden kanssa.

HTTP and HTTPS services

Valvontajärjestelmä lähettää ja vastaanottaa muotoiltuja tietoja HTTP- tai suojattujen HTTPS-yhteyksien kautta.

MQTT

Järjestelmä voi vaihtaa anturitietoja alustojen ja laitteiden kanssa MQTT:n kautta.

Grafana

Ratkaisu voi yhdistää koontinäyttömääritykset ja visuaaliset valvontanäkymät Grafanaan.

SCADA systems

Valvontaratkaisu voi tarvittaessa vaihtaa teollisuustietoja SCADA-järjestelmien kanssa.

Cloud platforms and databases

Järjestelmä voi lähettää tallennettuja tai reaaliaikaisia valvontatietoja yhdistettyihin pilvialustoihin tai tietokantoihin.

Tulos

Laitteiden reaaliaikainen tila yhdellä näkymällä

Reaaliaikainen koontinäyttö kokoaa koneiden ja ympäristön ajantasaiset lukemat yhteen paikkaan. Yhteyden tila ja rekisteriarvot näkyvät lämpötilalukemien rinnalla.

Suunnittelutiimi näkee myös kosteuden, laitteen tilan ja saapuvien tietojen aikaleimat.

Näin se toimii

  1. Laitteen valitsin tunnistaa koontinäytössä näytettävän yhdistetyn laitteen.
  2. Reaaliaikaiset anturi-, toimilaite- ja lämpötilatiedot näkyvät anturikorteissa.
  3. Modbus-rekisteritaulukko näyttää rekisteriarvot kunkin lukeman aikaleiman kanssa.
  • Määritä Modbus TCP -yhteydet
  • Tarkastele yhteyden nykyistä tilaa
  • Valvo reaaliaikaisia anturitietoja
Huomautus: Koontinäyttö yhdistää reaaliaikaiset lukemat niiden tulkitsemiseen tarvittavaan yhteyden tilaan.
Reaaliaikainen Modbus-laitteen koontinäyttö

Reaaliaikainen Modbus-laitteen koontinäyttö

Tämän näytön toiminnot
Määritä Modbus TCP Hallitse anturitietoja Näytä reaaliaikaiset tiedot

Historialliset lukemat tukevat laitteiden tarkastelua

Kuntoloki muuttaa tallennetut mittaukset ajan mittaan kehittyviksi trendeiksi. Analyytikot voivat tarkastella koneiden kuntoilmaisimia sekä värinän ja lämpötilan muutoksia.

RPM-, siirtymä- ja kiihtyvyyslukemat ovat käytettävissä tarkempaa tarkastelua varten samassa historiannäkymässä.

Näin se toimii

  1. Aikavälisuodatin rajaa näytettävät lokiin tallennetut konemittaukset.
  2. Trendikaavio visualisoi lämpötila-, värinä- ja RPM-tiedot.
  3. Koneen kuntoilmaisin ja historiallinen lokitaulukko näyttävät tallennetun laitteen kunnon.
  • Tarkastele lokiin tallennettuja konemittauksia
  • Vertaa lukemia valitulla ajanjaksolla
  • Tutki historiallista lokia
Koneiden trendit ja kuntoloki

Koneiden trendit ja kuntoloki

Tämän näytön toiminnot
Lokita kuntotiedot Visualisoi anturitiedot

Raja-arvot tuovat tapahtumat näkyviin

Hälytysasetusten näyttö tarjoaa asiakkaalle selkeän paikan toimintarajojen määrittämiseen. Lämpötila-, paine- ja värinärajat yhdistetään tapahtumien tiloihin ja ilmoitusasetuksiin.

Näin hälytyssäännöt pysyvät lähellä valvottavia mittareita ja myöhemmät ohjaustoiminnot ovat mahdollisia, jos projekti niitä sisältää.

Näin se toimii

  1. Mittarin valitsin tunnistaa mittauksen, johon hälytyssääntö liittyy.
  2. Raja-arvokenttiin tallennetaan lämpötila-, paine- tai värinärajat.
  3. Hälytystilan esikatselu näyttää määritetyn tapahtumatilan, ja ilmoitusasetukset määrittävät siihen liittyvät ilmoitukset.
  • Määritä hälytysrajat
  • Esikatsele hälytystiloja
  • Aseta ilmoitusasetukset
Vinkki: Raja-arvot määritetään valvottavan laitteen kannalta olennaisten mittareiden ympärille.
Raja-arvo- ja ilmoitusasetukset

Raja-arvo- ja ilmoitusasetukset

Tämän näytön toiminnot
Määritettävät hälytysrajat

Laitteiden yhteydet määritetään selkeästi

Yhteyden määritysnäyttö pitää laitteen ja rekisterien määritykset yhdessä. Insinöörit määrittävät verkko-osoitteen ja liitetyt rekisterit ennen yhteystuloksen tarkistamista.

Kyselytiedot sovittavat valvontajärjestelmän asiakkaan laitteisiin ja tiedonsiirtosääntöihin.

Näin se toimii

  1. Laitteen nimi-, IP-osoite- ja porttikentät tunnistavat laiteyhteyden.
  2. Rekisterimäärityskenttiin tallennetaan anturi- ja toimilaitetietoihin liittyvät Modbus-rekisterit.
  3. Kyselymääritys ja yhteystestin tulos osoittavat, miten järjestelmä viestii laitteen kanssa.
  • Määritä Modbus-rekisterit
  • Aseta kyselytiedot
  • Tarkista yhteystesti
Modbus TCP -yhteyden määritys

Modbus TCP -yhteyden määritys

Tämän näytön toiminnot
Määritä Modbus TCP

Raportit muuttavat tallennetut tiedot jaettaviksi tiedostoiksi

Raporttinäyttö valmistaa historialliset valvontatiedot analyysiä varten. Analyytikot ja johtajat voivat luoda raportin ja verrata valittuja lähteitä.

Järjestelmä vie valitut tiedot JSON-, CSV- tai PDF-muodossa toiminnan tarkastelua varten.

Näin se toimii

  1. Raporttityyppi ja aikavälisuodattimet määrittävät raporttiin sisällytettävät tallennetut anturitiedot.
  2. Lähteiden vertailuvalitsin vertaa valittuja valvontatietolähteitä.
  3. Raporttigeneraattori luo valituista tiedoista JSON-, CSV- tai PDF-tiedoston.
  • Luo analyysiraportteja
  • Vertaa valittuja tietolähteitä
  • Vie JSON-, CSV- tai PDF-muodossa
Raportit ja tietojen vienti

Raportit ja tietojen vienti

Tämän näytön toiminnot
Luo raportteja analyysiä varten Tietojen vertailuraportit

Mitä ratkaisu tarjoaa

Ratkaisun avulla käyttäjä voi:

  • Valvoa laitteita ja ympäristömittauksia yhdestä työtilasta
  • Tarkastella koneiden kuntotietoja historiallisten kaavioiden ja lokien avulla
  • Asettaa raja-arvot lämpötila-, paine- ja värinätapahtumille
  • Vastaanottaa määritettyihin valvontaolosuhteisiin perustuvia ilmoituksia
  • Luoda raportteja JSON-, CSV- ja PDF-muodoissa
  • Laajentaa järjestelmää ohjaustoiminnoilla ja yhdistetyillä alustoilla

Voisivatko valmiit järjestelmät hoitaa tehtävän?

Ennen suunnittelua tehtävää verrattiin valmiisiin tuotteisiin niiden omien kuvausten perusteella.

Mitä asiakas tarvitsee IoT-alustat Particle, AWS IoT, Blynk IoT platform IoT-kehykset Eclipse IoT, Mozilla WebThings IoT-järjestelmien rakentaminen Niagara 4 Räätälöity ratkaisu
Tietojen siirtäminen vaadituilla protokollilla osittain
Suojattu ja häiriönsietoinen tiedonsiirto osittain
Reaaliaikaiset lukemat ja historialliset raportit osittain
Raja-arvot, hälytykset ja ohjaus osittain
Sopii asiakkaan omiin sääntöihin: vaiheet, roolit ja raportit — — —
Kaikki vaiheet yhdessä paikassa —
Ei manuaalisia vaiheita ohjelmien välillä — — —

Tuotteiden ja niiden kategorioiden julkisten kuvausten perusteella.

Tehtävän pääosat ovat saatavilla valmiissa IoT-alustoissa ja -kehyksissä, ja valmis tuote riittää, kun tarvitaan vain yksi osa.

Tämä asiakas tarvitsi oman ohjelmiston, koska valvontatehtävä yhdistää Modbus TCP -määritykset, tietyt rekisterit, reaaliaikaiset ja historialliset näkymät, raja-arvot, raportit ja mahdolliset ohjaustoiminnot.

Ratkaisu pitää nämä osat yhdessä työtilassa ja sovittaa ne asiakkaan laitteisiin ja sääntöihin sen sijaan, että erillisten työkalujen väliset yhteydet jäisivät manuaalisesti hoidettaviksi.

Lopuksi

Lopulta ratkaisu rakennettiin vähentämään yhdistettyjen laitteiden tietoihin liittyvää manuaalista valvontatyötä.

UKK

Harkitsetko vastaavan järjestelmän rakentamista? Näissä vastauksissa kerrotaan, miten Modbus TCP -valvontaratkaisu voidaan sovittaa laitteisiin, anturitietoihin, tiedonsiirtosääntöihin ja tuleviin ohjaustarpeisiin.