PROJET

Logiciel de surveillance Modbus TCP pour les données des capteurs en temps réel

Développement logiciel personnalisé, Communication Modbus TCP, Journalisation des données des capteurs, Tableaux de bord de surveillance en temps réel, Analyse des tendances historiques, Alertes et notifications, Rapports et export de données

  • Secteur: Équipements industriels
  • Lettonie Localisation: Lettonie
  • Délai de livraison: 10 semaines
  • Technologies: Python, JavaScript / TypeScript (Node.js)
3 mois

Le client surveille l'état des machines, les variables de processus et les conditions environnementales grâce à des équipements et des capteurs connectés. Le logiciel est un système de surveillance Modbus TCP destiné à configurer les connexions aux équipements, lire les données des capteurs et des actionneurs et afficher les valeurs en temps réel à l'équipe d'ingénierie. Il enregistre également les mesures, affiche les tendances historiques, applique des seuils d'alerte et génère des rapports. L'espace de travail est conçu pour réduire le suivi manuel des données des machines.

Résumé

Problème

Le client doit surveiller l'état des machines, les variables de processus et les relevés environnementaux sur des équipements connectés.

Solution

La solution est devenue un espace de surveillance Modbus TCP modulaire avec tableaux de bord en temps réel, journalisation des données, alertes et rapports.

Résultat

Le logiciel est conçu pour réduire le suivi manuel et garder les données des équipements disponibles pour consultation.

Histoire du client

Le client est un exploitant d'équipements industriels en Lettonie. Il surveille l'état des machines, les variables de processus et les conditions environnementales grâce à des équipements et des capteurs connectés.

Le client travaille avec des données de capteurs, des données d'actionneurs et des registres Modbus.

La demande consistait à transmettre les données des équipements via des réseaux adaptés, à sécuriser les transferts si nécessaire, à afficher les relevés en temps réel et historiques et à prendre en charge des alarmes ou actions de contrôle configurables.

La solution a été conçue comme un système de surveillance modulaire. Une attention particulière a été accordée à la configuration Modbus TCP et aux relevés en temps réel.

Les données historiques d'état, les paramètres de seuils et les rapports ont été intégrés, avec la possibilité d'ajouter ultérieurement la collecte de données environnementales ou le contrôle de relais.

Le client demandait

  1. Transmettre les données via des protocoles sans fil ou réseau sécurisés
  2. Maintenir la fiabilité du transfert des données lors des interruptions de connectivité
  3. Afficher les relevés, états, tendances, graphiques et rapports en temps réel
  4. Définir des seuils, alertes, notifications et actions de contrôle

Pourquoi un logiciel prêt à l'emploi ne convenait pas

Les outils IoT prêts à l'emploi proposent des services généraux pour les appareils, le cloud et le développement, mais leurs descriptions ne couvrent pas l'ensemble des besoins de surveillance du client dans un espace de travail personnalisé. Le client avait besoin de configurer Modbus TCP, lire les registres, enregistrer les données des machines, utiliser des tableaux de bord, définir des seuils propres au projet et éventuellement piloter ses équipements selon ses propres règles.

Présentation du projet

La solution a été conçue autour d'une configuration claire de la connexion aux capteurs et équipements industriels. L'ingénieur saisit le nom de l'appareil, le point de terminaison réseau et les définitions des registres.

Les paramètres d'interrogation et le résultat du test de connexion complètent la configuration.

Pour assurer la surveillance en temps réel, l'espace de travail propose la sélection des appareils, l'état de la connexion et des cartes de capteurs en direct. Un tableau des registres affiche les valeurs actuelles avec leurs horodatages.

Il lit les données des capteurs, des actionneurs et de la température dans un seul tableau de bord. Les relevés d'humidité et l'état des appareils sont également disponibles.

Les données historiques sur l'état des machines sont enregistrées pour une analyse dans le temps. Les graphiques de tendance affichent les données de vibration, de température et de régime, tandis que le tableau de journal conserve les mesures enregistrées.

Des seuils configurables ont été ajoutés pour surveiller les incidents. Les responsables et administrateurs peuvent définir des limites de température, de pression et de vibration, ainsi que les paramètres de notification.

Des rapports ont été intégrés pour les données de surveillance enregistrées. Le système génère des fichiers JSON, CSV et PDF et permet de comparer les sources de données sélectionnées.

La structure modulaire permet d'ajouter ultérieurement des mesures environnementales, des capteurs de pression et le contrôle de relais.

Fonctionnalités clés livrées

  • Configuration des appareils et registres Modbus TCP
  • Tableau de bord en direct des capteurs et actionneurs
  • Relevés de température et d'humidité en temps réel
  • Journalisation historique de l'état des machines
  • Graphiques de tendance pour les vibrations et autres mesures
  • Seuils d'alerte configurables
  • Paramètres de notification pour les incidents
  • Rapports comparatifs pour les sources de données sélectionnées
  • Export de données JSON, CSV et PDF

Fonctions pouvant être ajoutées

+ Collecte de données environnementales + Intégration de capteurs de pression + Contrôle de relais pour le chauffage et le refroidissement + Commandes de vannes à distance + Prise en charge du firmware et du matériel + Connexion à une application mobile

Qui d'autre peut utiliser cette solution

D'autres entreprises ayant des besoins similaires de surveillance des capteurs peuvent adapter cette solution à leurs équipements, méthodes de communication et règles de contrôle.

Un exploitant de réseaux d'eau et environnementaux

Tâche Il collecte les données de capteurs ou compteurs répartis et surveille les conditions sur le terrain.
Comment la solution aide La solution lit les mesures connectées, affiche l'état actuel, journalise l'historique et prend en charge les alertes ou actions de contrôle.
Énergie et carburant

Un exploitant agricole intelligent

Tâche Il collecte les relevés de capteurs répartis sur le terrain et surveille les conditions de culture.
Comment la solution aide La solution rassemble les données des capteurs dans des tableaux de bord en direct, conserve les mesures dans le temps et prend en charge les notifications basées sur des seuils.
Exploitation agricole

Un exploitant d'installations

Tâche Il surveille à distance les équipements des bâtiments et les conditions environnementales.
Comment la solution aide La solution affiche les relevés en temps réel, conserve les journaux historiques et fournit des alertes, rapports ou fonctions de contrôle.
Équipement domestique

Pile technologique

Python

Acquisition et services

Python prend en charge les services d'acquisition et de communication des données.

JavaScript / TypeScript (Node.js)

Tableaux de bord et communication

JavaScript et TypeScript prennent en charge les interfaces de surveillance et les communications réseau.

PHP

Services web complémentaires

Les bibliothèques PHP prennent en charge certains services documentaires et applicatifs lorsque cela est nécessaire.

pymodbus

Communication Modbus avec Python

pymodbus (une bibliothèque Python pour la communication Modbus) lit et exploite les registres Modbus.

modbus-serial

Communication Modbus avec Node.js

modbus-serial (une bibliothèque Node.js pour Modbus RTU et TCP) prend en charge la communication avec les équipements.

jsmodbus

Modbus série et TCP

jsmodbus (une implémentation JavaScript du protocole Modbus) prend en charge les connexions Modbus série et TCP.

grafanalib

Création de tableaux de bord Grafana

grafanalib (une bibliothèque Python pour créer des tableaux de bord Grafana) aide à créer les tableaux de bord de surveillance.

Plotly

Visualisation interactive des données

Plotly affiche des graphiques interactifs pour la surveillance et l'analyse historique.

httpx

Communication de données HTTP

httpx (un client HTTP Python) prend en charge la communication avec les services connectés.

JSON, CSV, PDF

Échange de données et rapports

Le système échange des données et crée des rapports aux formats JSON, CSV et PDF.

Intégrations

Modbus TCP equipment

Le système lit les registres et échange les données des capteurs ou actionneurs avec les équipements industriels connectés.

HTTP and HTTPS services

Le système de surveillance envoie et reçoit des données formatées via des connexions HTTP ou HTTPS sécurisées.

MQTT

Le système peut échanger des données de capteurs avec des plateformes et équipements via MQTT.

Grafana

La solution peut relier les définitions des tableaux de bord et les vues de surveillance visuelle à Grafana.

SCADA systems

La solution de surveillance peut échanger des données industrielles avec des systèmes SCADA lorsque cela est nécessaire.

Cloud platforms and databases

Le système peut envoyer les données de surveillance enregistrées ou en temps réel vers des plateformes cloud ou bases de données connectées.

Le résultat

État des équipements en temps réel dans une seule vue

Le tableau de bord en direct rassemble les relevés actuels des machines et de l'environnement au même endroit. L'état de la connexion et les valeurs des registres apparaissent avec les relevés de température.

L'équipe d'ingénierie voit également l'humidité, l'état des appareils et les horodatages des données entrantes.

Fonctionnement

  1. Le sélecteur d'appareil identifie l'équipement connecté affiché dans le tableau de bord.
  2. Les données en temps réel des capteurs, actionneurs et de la température apparaissent dans des cartes.
  3. Le tableau des registres Modbus affiche les valeurs avec un horodatage pour chaque relevé.
  • Configurer les connexions Modbus TCP
  • Consulter l'état actuel de la connexion
  • Surveiller les données des capteurs en temps réel
Remarque : Le tableau de bord associe les relevés en temps réel à l'état de la connexion nécessaire pour les interpréter.
Tableau de bord Modbus des appareils en temps réel

Tableau de bord Modbus des appareils en temps réel

Fonctions affichées sur cet écran
Configurer Modbus TCP Gérer les données des capteurs Afficher les données en temps réel

Les relevés historiques facilitent l'analyse des équipements

Le journal d'état transforme les mesures enregistrées en tendances dans le temps. Les analystes peuvent examiner les indicateurs d'état des machines ainsi que les variations de vibration et de température.

Les relevés de régime, déplacement et accélération sont disponibles pour une analyse plus approfondie dans la même vue historique.

Fonctionnement

  1. Le filtre de période limite les mesures des machines enregistrées affichées à l'écran.
  2. Le graphique de tendance visualise les données de température, vibration et régime.
  3. L'indicateur d'état de la machine et le tableau historique affichent l'état enregistré de l'équipement.
  • Consulter les mesures enregistrées des machines
  • Comparer les relevés sur une période sélectionnée
  • Examiner le journal historique
Tendances des machines et journal d'état

Tendances des machines et journal d'état

Fonctions affichées sur cet écran
Journaliser les données d'état Visualiser les données des capteurs

Les seuils rendent les incidents visibles

L'écran des paramètres d'alerte offre au client un espace clair pour définir les limites opérationnelles. Les seuils de température, pression et vibration sont liés aux états d'incident et aux paramètres de notification.

Les règles d'alerte restent ainsi proches des indicateurs surveillés et permettent d'ajouter ultérieurement des actions de contrôle lorsque le projet les prévoit.

Fonctionnement

  1. Le sélecteur d'indicateur identifie la mesure associée à une règle d'alerte.
  2. Les champs de seuil enregistrent les limites de température, pression ou vibration.
  3. L'aperçu de l'état d'alarme affiche l'état d'incident configuré, tandis que les paramètres de notification définissent les notifications associées.
  • Configurer les seuils d'alerte
  • Prévisualiser les états d'alarme
  • Définir les préférences de notification
Conseil : Les seuils sont configurés autour des indicateurs importants pour les équipements surveillés.
Paramètres des seuils et notifications

Paramètres des seuils et notifications

Fonctions affichées sur cet écran
Seuils d'alerte configurables

Les connexions aux équipements suivent une configuration claire

L'écran de configuration de la connexion regroupe la configuration des appareils et des registres au même endroit. Les ingénieurs définissent le point de terminaison réseau et les registres associés avant de vérifier le résultat de la connexion.

Les détails d'interrogation adaptent le système de surveillance aux équipements et règles de communication du client.

Fonctionnement

  1. Les champs du nom de l'appareil, de l'adresse IP et du port identifient la connexion à l'équipement.
  2. Les champs de définition des registres enregistrent les registres Modbus liés aux données des capteurs et actionneurs.
  3. La configuration de l'interrogation et le résultat du test de connexion indiquent comment le système communique avec l'appareil.
  • Définir les registres Modbus
  • Configurer les détails d'interrogation
  • Consulter le test de connexion
Configuration de la connexion Modbus TCP

Configuration de la connexion Modbus TCP

Fonctions affichées sur cet écran
Configurer Modbus TCP

Les rapports transforment les données enregistrées en fichiers partageables

L'écran des rapports prépare les données historiques de surveillance pour l'analyse. Les analystes et responsables peuvent créer un rapport et comparer les sources sélectionnées.

Le système exporte les données sélectionnées au format JSON, CSV ou PDF pour l'analyse opérationnelle.

Fonctionnement

  1. Le type de rapport et les filtres de période identifient les données de capteurs enregistrées incluses dans le rapport.
  2. Le sélecteur de comparaison compare les sources de données de surveillance sélectionnées.
  3. Le générateur de rapports crée un fichier JSON, CSV ou PDF à partir des données sélectionnées.
  • Générer des rapports d'analyse
  • Comparer les sources de données sélectionnées
  • Exporter en JSON, CSV ou PDF
Rapports et export de données

Rapports et export de données

Fonctions affichées sur cet écran
Générer des rapports d'analyse Rapports de comparaison des données

Ce que la solution permet

Avec cette solution, l'opérateur peut :

  • Surveiller les équipements et les relevés environnementaux depuis un seul espace de travail
  • Examiner les données d'état des machines grâce aux graphiques et journaux historiques
  • Définir des seuils pour les incidents de température, pression et vibration
  • Recevoir des notifications selon les conditions de surveillance configurées
  • Créer des rapports aux formats JSON, CSV et PDF
  • Étendre le système avec des actions de contrôle et des plateformes connectées

Les systèmes prêts à l'emploi pourraient-ils faire l'affaire ?

Avant la conception, le besoin a été comparé aux produits prêts à l'emploi à partir de leurs propres descriptions.

Besoins du client Plateformes IoT Particle, AWS IoT, Blynk IoT platform Frameworks IoT Eclipse IoT, Mozilla WebThings Création de systèmes IoT Niagara 4 Solution personnalisée
Transmettre les données via les protocoles requis partiellement
Transfert de données sécurisé et résilient partiellement
Relevés en temps réel et rapports historiques partiellement
Seuils, alertes et contrôle partiellement
S'adapter aux règles du client : étapes, rôles, rapports — — —
Toutes les étapes au même endroit —
Aucune étape manuelle entre les programmes — — —

Selon les descriptions publiques des produits et de leur catégorie.

Les principaux éléments du besoin existent dans les plateformes et frameworks IoT prêts à l'emploi, et un produit standard suffit lorsqu'un seul élément est nécessaire.

Ce client avait besoin de son propre logiciel, car le suivi combine la configuration Modbus TCP, des registres spécifiques, des vues en temps réel et historiques, des seuils, des rapports et d'éventuelles actions de contrôle.

La solution regroupe ces éléments dans un seul espace de travail et les adapte aux équipements et règles du client, au lieu de laisser les connexions entre différents outils dépendre d'opérations manuelles.

En définitive

En définitive, la solution a été conçue pour réduire le suivi manuel des données provenant des équipements connectés.

FAQ

Vous envisagez de créer un système similaire ? Ces réponses expliquent comment une solution de surveillance Modbus TCP peut s'adapter aux équipements, aux données des capteurs, aux règles de communication et aux futurs besoins de contrôle.

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