PROGETTO

Software di monitoraggio Modbus TCP per dati dei sensori in tempo reale

Sviluppo software personalizzato, Comunicazione Modbus TCP, Registrazione dei dati dei sensori, Dashboard di monitoraggio in tempo reale, Analisi storica dei trend, Avvisi e notifiche, Report ed esportazione dei dati

  • Settore: Apparecchiature industriali
  • Lettonia Località: Lettonia
  • Tempi di consegna: 10 settimane
  • Tecnologie: Python, JavaScript / TypeScript (Node.js)
3 mesi

Il cliente monitora lo stato delle macchine, le variabili di processo e le condizioni ambientali tramite apparecchiature e sensori connessi. Il software è un sistema di monitoraggio Modbus TCP per configurare le connessioni alle apparecchiature, leggere i dati di sensori e attuatori e mostrare i valori in tempo reale al team tecnico. Registra inoltre le misurazioni, visualizza i trend storici, applica soglie per gli avvisi e genera report. L'area di lavoro è progettata per ridurre il monitoraggio manuale dei dati delle macchine.

Riepilogo

Problema

Il cliente deve monitorare lo stato delle macchine, le variabili di processo e le letture ambientali delle apparecchiature connesse.

Soluzione

La soluzione è diventata un'area di lavoro modulare per il monitoraggio Modbus TCP, con dashboard live, registrazione dei dati, avvisi e report.

Risultato

Il software è progettato per ridurre il monitoraggio manuale e mantenere disponibili i dati delle apparecchiature per la revisione.

La storia del cliente

Il cliente è un operatore di apparecchiature industriali della Lettonia. Monitora lo stato delle macchine, le variabili di processo e le condizioni ambientali tramite apparecchiature e sensori connessi.

Il cliente lavora con dati di sensori, dati di attuatori e registri Modbus.

La richiesta consisteva nel trasmettere i dati delle apparecchiature su reti adeguate, mantenere sicuri i trasferimenti quando necessario, mostrare letture live e storiche e supportare allarmi o azioni di controllo configurabili.

La soluzione è stata sviluppata come sistema modulare di monitoraggio. Particolare attenzione è stata dedicata alla configurazione Modbus TCP e alle letture in tempo reale.

Sono stati inclusi dati storici sullo stato, impostazioni delle soglie e report, lasciando spazio alla successiva raccolta di dati ambientali o al controllo dei relè.

Il cliente ha richiesto

  1. Trasmettere i dati tramite protocolli wireless o di rete sicuri
  2. Mantenere affidabile il trasferimento dei dati durante le interruzioni di connettività
  3. Mostrare letture live, stato, trend, grafici e report
  4. Impostare soglie, avvisi, notifiche e azioni di controllo

Perché il software pronto all'uso non era adatto

Gli strumenti IoT pronti all'uso offrono servizi generici per dispositivi, cloud e sviluppo, ma le loro descrizioni non coprono l'intera attività di monitoraggio del cliente in un'unica area di lavoro personalizzata. Il cliente aveva bisogno di configurazione Modbus TCP, lettura dei registri, registrazione dei dati delle macchine, dashboard, soglie specifiche per il progetto e possibili azioni di controllo collegate alle proprie apparecchiature e regole.

Panoramica del progetto

La soluzione è stata progettata attorno a una configurazione chiara per il collegamento di sensori e apparecchiature industriali. L'ingegnere inserisce il nome del dispositivo, l'endpoint di rete e le definizioni dei registri.

Le impostazioni di interrogazione e il risultato del test di connessione completano la configurazione.

Per il monitoraggio in tempo reale, l'area di lavoro include la selezione del dispositivo, lo stato della connessione e schede con i dati live dei sensori. Una tabella dei registri mostra i valori attuali con i relativi timestamp.

Legge dati di sensori, attuatori e temperatura in un'unica dashboard. Sono disponibili anche le letture dell'umidità e lo stato dei dispositivi.

I dati storici sullo stato delle macchine vengono registrati per l'analisi nel tempo. I grafici mostrano vibrazioni, temperatura e RPM, mentre la tabella del registro conserva le misurazioni registrate.

Sono state aggiunte soglie configurabili per il monitoraggio degli incidenti. Responsabili e amministratori possono impostare limiti di temperatura, pressione e vibrazione e definire le impostazioni delle notifiche.

Sono inclusi report per i dati di monitoraggio archiviati. Il sistema genera output JSON, CSV e PDF e consente di confrontare le fonti di dati selezionate.

La struttura modulare lascia spazio ad aggiunte future, come misurazioni ambientali, sensori di pressione e controllo dei relè.

Funzionalità principali fornite

  • Configurazione di dispositivi e registri Modbus TCP
  • Dashboard live di sensori e attuatori
  • Letture in tempo reale di temperatura e umidità
  • Registrazione storica dello stato delle macchine
  • Grafici dei trend per vibrazioni e altre misurazioni
  • Soglie degli avvisi configurabili
  • Impostazioni delle notifiche per gli incidenti
  • Report comparativi per le fonti di dati selezionate
  • Esportazione dei dati in JSON, CSV e PDF

Funzioni aggiungibili

+ Raccolta di dati ambientali + Integrazione di sensori di pressione + Controllo dei relè per riscaldamento e raffreddamento + Comandi remoti per le valvole + Supporto per firmware e hardware + Connessione con applicazioni mobili

Chi altro può utilizzare questa soluzione

Altre aziende con esigenze simili di monitoraggio dei sensori possono adattare la stessa soluzione alle proprie apparecchiature, ai metodi di comunicazione e alle regole di controllo.

Un operatore idrico e ambientale

Attività Raccoglie dati da sensori o contatori distribuiti e monitora le condizioni sul campo.
Come aiuta la soluzione La soluzione legge le misurazioni connesse, mostra lo stato attuale, registra lo storico e supporta avvisi o azioni di controllo.

Un operatore di agricoltura intelligente

Attività Raccoglie letture da sensori distribuiti sul campo e monitora le condizioni di crescita.
Come aiuta la soluzione La soluzione raccoglie i dati dei sensori in dashboard live, conserva le misurazioni nel tempo e supporta notifiche basate sulle soglie.

Un operatore di strutture

Attività Monitora da remoto le apparecchiature dell'edificio e le condizioni ambientali.
Come aiuta la soluzione La soluzione mostra le letture live, conserva i registri storici e fornisce avvisi, report o funzioni di controllo.

Stack tecnologico

Python

Acquisizione e servizi

Python supporta i servizi di acquisizione e comunicazione dei dati.

JavaScript / TypeScript (Node.js)

Dashboard e comunicazione

JavaScript e TypeScript supportano le interfacce di monitoraggio e la comunicazione di rete.

PHP

Servizi web di supporto

Le librerie PHP supportano servizi selezionati per documenti e applicazioni quando necessario.

pymodbus

Comunicazione Modbus con Python

pymodbus (una libreria Python per la comunicazione Modbus) legge e gestisce i registri Modbus.

modbus-serial

Comunicazione Modbus con Node.js

modbus-serial (una libreria Node.js per Modbus RTU e TCP) supporta la comunicazione con le apparecchiature.

jsmodbus

Modbus seriale e TCP

jsmodbus (un'implementazione JavaScript del protocollo Modbus) supporta connessioni Modbus seriali e TCP.

grafanalib

Creazione di dashboard Grafana

grafanalib (una libreria Python per creare dashboard Grafana) aiuta a realizzare dashboard di monitoraggio.

Plotly

Visualizzazione interattiva dei dati

Plotly visualizza grafici interattivi per il monitoraggio e l'analisi storica.

httpx

Comunicazione dati HTTP

httpx (un client HTTP Python) supporta la comunicazione con i servizi connessi.

JSON, CSV, PDF

Scambio dati e report

Il sistema scambia dati e crea report nei formati JSON, CSV e PDF.

Integrazioni

Modbus TCP equipment

Il sistema legge i registri e scambia dati di sensori o attuatori con le apparecchiature industriali connesse.

HTTP and HTTPS services

Il sistema di monitoraggio invia e riceve dati formattati tramite connessioni HTTP o HTTPS sicure.

MQTT

Il sistema può scambiare dati dei sensori con piattaforme e apparecchiature tramite MQTT.

Grafana

La soluzione può collegare definizioni delle dashboard e viste di monitoraggio interattive a Grafana.

SCADA systems

La soluzione di monitoraggio può scambiare dati industriali con sistemi SCADA quando necessario.

Cloud platforms and databases

Il sistema può inviare dati di monitoraggio archiviati o live a piattaforme cloud o database connessi.

Il risultato

Stato live delle apparecchiature in un'unica vista

La dashboard live riunisce le letture attuali delle macchine e dell'ambiente in un unico punto. Lo stato della connessione e i valori dei registri vengono mostrati accanto alle letture della temperatura.

Il team tecnico visualizza anche umidità, stato dei dispositivi e timestamp dei dati in arrivo.

Come funziona

  1. Il selettore del dispositivo identifica l'apparecchiatura connessa mostrata nella dashboard.
  2. I dati live di sensori, attuatori e temperatura compaiono nelle schede dei sensori.
  3. La tabella dei registri Modbus mostra i valori dei registri con un timestamp per ogni lettura.
  • Configurare le connessioni Modbus TCP
  • Controllare lo stato attuale della connessione
  • Monitorare i dati live dei sensori
Nota: La dashboard combina le letture live con lo stato della connessione necessario per interpretarle.
Dashboard live dei dispositivi Modbus

Dashboard live dei dispositivi Modbus

Funzioni in questa schermata
Configurare Modbus TCP Gestire i dati dei sensori Visualizzare i dati in tempo reale

Le letture storiche supportano la revisione delle apparecchiature

Il registro dello stato trasforma le misurazioni archiviate in trend nel tempo. Gli analisti possono esaminare gli indicatori dello stato delle macchine e le variazioni di vibrazione e temperatura.

Le letture di RPM, spostamento e accelerazione sono disponibili per ulteriori analisi nella stessa vista storica.

Come funziona

  1. Il filtro dell'intervallo temporale limita le misurazioni delle macchine registrate mostrate nella schermata.
  2. Il grafico dei trend visualizza i dati di temperatura, vibrazione e RPM.
  3. L'indicatore dello stato della macchina e la tabella del registro storico mostrano le condizioni registrate dell'apparecchiatura.
  • Esaminare le misurazioni registrate delle macchine
  • Confrontare le letture per un periodo selezionato
  • Analizzare il registro storico
Trend delle macchine e registro dello stato

Trend delle macchine e registro dello stato

Funzioni in questa schermata
Registrare i dati sullo stato Visualizzare i dati dei sensori

Le soglie rendono visibili gli incidenti

La schermata delle impostazioni degli avvisi offre al cliente un punto chiaro per definire i limiti operativi. Le soglie di temperatura, pressione e vibrazione sono collegate agli stati degli incidenti e alle impostazioni delle notifiche.

In questo modo le regole degli avvisi restano vicine alle metriche monitorate e supportano eventuali azioni di controllo future.

Come funziona

  1. Il selettore delle metriche identifica la misurazione associata a una regola di avviso.
  2. I campi delle soglie memorizzano i limiti di temperatura, pressione o vibrazione.
  3. L'anteprima dello stato dell'allarme mostra lo stato dell'incidente configurato, mentre le impostazioni delle notifiche definiscono le notifiche correlate.
  • Configurare le soglie degli avvisi
  • Visualizzare l'anteprima degli stati degli allarmi
  • Impostare le preferenze delle notifiche
Suggerimento: Le soglie vengono configurate in base alle metriche importanti per le apparecchiature monitorate.
Impostazioni delle soglie e delle notifiche

Impostazioni delle soglie e delle notifiche

Funzioni in questa schermata
Soglie degli avvisi configurabili

Le connessioni alle apparecchiature seguono una configurazione chiara

La schermata di configurazione della connessione riunisce la configurazione del dispositivo e dei registri in un unico punto. Gli ingegneri definiscono l'endpoint di rete e i registri collegati prima di verificare il risultato della connessione.

I dettagli dell'interrogazione allineano il sistema di monitoraggio alle apparecchiature e alle regole di comunicazione del cliente.

Come funziona

  1. I campi del nome del dispositivo, dell'indirizzo IP e della porta identificano la connessione all'apparecchiatura.
  2. I campi di definizione dei registri memorizzano i registri Modbus collegati ai dati di sensori e attuatori.
  3. La configurazione dell'interrogazione e il risultato del test di connessione mostrano come il sistema comunica con il dispositivo.
  • Definire i registri Modbus
  • Impostare i dettagli dell'interrogazione
  • Controllare il test di connessione
Configurazione della connessione Modbus TCP

Configurazione della connessione Modbus TCP

Funzioni in questa schermata
Configurare Modbus TCP

I report trasformano i dati archiviati in file condivisibili

La schermata dei report prepara i dati storici di monitoraggio per l'analisi. Analisti e responsabili possono creare un report e confrontare le fonti selezionate.

Il sistema esporta i dati selezionati in formato JSON, CSV o PDF per la revisione operativa.

Come funziona

  1. I filtri per tipo di report e intervallo di date identificano i dati dei sensori archiviati inclusi nel report.
  2. Il selettore per il confronto delle fonti confronta le fonti di dati di monitoraggio selezionate.
  3. Il generatore di report crea un output JSON, CSV o PDF dai dati selezionati.
  • Generare report di analisi
  • Confrontare le fonti di dati selezionate
  • Esportare in JSON, CSV o PDF
Report ed esportazione dei dati

Report ed esportazione dei dati

Funzioni in questa schermata
Generare report per l'analisi Report di confronto dei dati

Cosa offre la soluzione

Con questa soluzione, l'operatore può:

  • Monitorare apparecchiature e letture ambientali da un'unica area di lavoro
  • Esaminare i dati sullo stato delle macchine con grafici e registri storici
  • Impostare soglie per incidenti di temperatura, pressione e vibrazione
  • Ricevere notifiche in base alle condizioni di monitoraggio configurate
  • Creare report in JSON, CSV e PDF
  • Estendere il sistema con azioni di controllo e piattaforme connesse

I sistemi pronti all'uso potrebbero svolgere il lavoro?

Prima della progettazione, l'attività è stata confrontata con prodotti pronti all'uso in base alle loro descrizioni.

Cosa serve al cliente Piattaforme IoT Particle, AWS IoT, Blynk IoT platform Framework IoT Eclipse IoT, Mozilla WebThings Creazione di sistemi IoT Niagara 4 Soluzione personalizzata
Trasmettere i dati tramite i protocolli richiesti parzialmente
Trasferimento dei dati sicuro e resiliente parzialmente
Letture live e report storici parzialmente
Soglie, avvisi e controllo parzialmente
Adattarsi alle regole del cliente: fasi, ruoli, report — — —
Tutti i passaggi in un unico punto —
Nessun passaggio manuale tra i programmi — — —

In base alle descrizioni pubbliche dei prodotti e della relativa categoria.

Le parti principali dell'attività esistono nelle piattaforme e nei framework IoT pronti all'uso, e un prodotto già pronto è sufficiente quando serve una sola parte.

Questo cliente aveva bisogno di un software proprio perché l'attività di monitoraggio combina configurazione Modbus TCP, registri specifici, viste live e storiche, soglie, report e possibili azioni di controllo.

La soluzione mantiene queste parti in un'unica area di lavoro e le allinea alle apparecchiature e alle regole del cliente, invece di affidare il collegamento tra strumenti separati al lavoro manuale.

In conclusione

In conclusione, la soluzione è stata realizzata per ridurre il lavoro manuale di monitoraggio dei dati delle apparecchiature connesse.

FAQ

Stai pensando di creare un sistema simile? Queste risposte spiegano come una soluzione di monitoraggio Modbus TCP può adattarsi alle apparecchiature, ai dati dei sensori, alle regole di comunicazione e alle future esigenze di controllo.