PROYECTO

Software de monitoreo Modbus TCP para datos de sensores en tiempo real

Desarrollo de software personalizado, Comunicación Modbus TCP, Registro de datos de sensores, Paneles de monitoreo en tiempo real, Análisis de tendencias históricas, Alertas y notificaciones, Informes y exportación de datos

  • Sector: Equipos industriales
  • Letonia Ubicación: Letonia
  • Tiempo de entrega: 10 semanas
  • Tecnologías: Python, JavaScript / TypeScript (Node.js)
3 meses

El cliente monitorea el estado de las máquinas, las variables del proceso y las condiciones ambientales mediante equipos y sensores conectados. El software es un sistema de monitoreo Modbus TCP para configurar conexiones de equipos, leer datos de sensores y actuadores y mostrar valores en tiempo real al equipo de ingeniería. También registra mediciones, muestra tendencias históricas, aplica umbrales de alerta y genera informes. El espacio de trabajo está diseñado para reducir el trabajo manual de monitoreo de datos de las máquinas.

Resumen

Problema

El cliente necesita monitorear el estado de las máquinas, las variables del proceso y las lecturas ambientales de los equipos conectados.

Solución

La solución se convirtió en un espacio de trabajo modular de monitoreo Modbus TCP con paneles en tiempo real, registro de datos, alertas e informes.

Resultado

El software está diseñado para reducir el trabajo manual de monitoreo y mantener disponibles los datos de los equipos para su revisión.

Historia del cliente

El cliente es un operador de equipos industriales de Letonia. Monitorea el estado de las máquinas, las variables del proceso y las condiciones ambientales mediante equipos y sensores conectados.

El cliente trabaja con datos de sensores, datos de actuadores y registros Modbus.

La solicitud consistía en transmitir los datos de los equipos mediante redes adecuadas, mantener la seguridad de las transferencias cuando fuera necesario, mostrar lecturas actuales e históricas y admitir alarmas o acciones de control configurables.

La solución se estructuró como un sistema modular de monitoreo. Se prestó especial atención a la configuración de Modbus TCP y a las lecturas en tiempo real.

Se incluyeron datos históricos del estado, configuración de umbrales e informes, con posibilidad de añadir posteriormente recopilación de datos ambientales o control de relés.

El cliente solicitó

  1. Transmitir datos mediante protocolos inalámbricos o de red seguros
  2. Mantener la fiabilidad de la transferencia de datos durante interrupciones de conectividad
  3. Mostrar lecturas, estados, tendencias, gráficos e informes en tiempo real
  4. Establecer umbrales, alertas, notificaciones y acciones de control

Por qué el software prediseñado no encajaba

Las herramientas prediseñadas de desarrollo IoT ofrecen servicios generales para dispositivos, nube y desarrollo, pero sus descripciones no cubren toda la tarea de monitoreo de este cliente en un único espacio de trabajo adaptado. El cliente necesitaba configurar Modbus TCP, leer registros, registrar datos de máquinas, usar paneles, establecer umbrales específicos del proyecto y posiblemente ejecutar acciones de control conectadas a sus propios equipos y reglas.

Descripción general del proyecto

La solución se diseñó con una configuración clara de conexión para sensores y equipos industriales. El ingeniero introduce el nombre del dispositivo, el punto de conexión de red y las definiciones de los registros.

La configuración de sondeo y el resultado de la prueba de conexión completan el proceso.

Para gestionar el monitoreo en tiempo real, el espacio de trabajo incluye selección de dispositivos, estado de conexión y tarjetas de sensores en vivo. Una tabla de registros muestra los valores actuales con marcas de tiempo.

Lee datos de sensores, actuadores y temperatura en un solo panel. También ofrece lecturas de humedad y estado de los dispositivos.

Los datos históricos sobre el estado de las máquinas se registran para analizarlos a lo largo del tiempo. Los gráficos muestran vibración, temperatura y RPM, mientras que la tabla de registros conserva las mediciones.

Se añadieron umbrales configurables para monitorear incidentes. Los responsables y administradores pueden establecer límites de temperatura, presión y vibración, además de definir las notificaciones.

Se incluyeron informes para los datos de monitoreo almacenados. El sistema genera archivos JSON, CSV y PDF, y permite comparar fuentes de datos seleccionadas.

La estructura modular permite añadir posteriormente mediciones ambientales, sensores de presión y control de relés.

Funciones principales entregadas

  • Configuración de dispositivos y registros Modbus TCP
  • Panel de sensores y actuadores en tiempo real
  • Lecturas de temperatura y humedad en tiempo real
  • Registro histórico del estado de las máquinas
  • Gráficos de tendencias de vibración y otras mediciones
  • Umbrales de alerta configurables
  • Configuración de notificaciones para incidentes
  • Informes comparativos de fuentes de datos seleccionadas
  • Exportación de datos en JSON, CSV y PDF

Se puede añadir

+ Recopilación de datos ambientales + Integración de sensores de presión + Control de relés para calefacción y refrigeración + Comandos remotos para válvulas + Compatibilidad con firmware y hardware + Conexión con aplicaciones móviles

Quién más puede utilizar esta solución

Otras empresas con tareas similares de monitoreo de sensores pueden adaptar la misma solución a sus equipos, métodos de comunicación y reglas de control.

Un operador de agua y medioambiente

Tarea Recopila datos distribuidos de sensores o medidores y monitorea las condiciones del campo.
Cómo ayuda la solución La solución lee mediciones conectadas, muestra el estado actual, registra el historial y admite alertas o acciones de control.

Un operador de agricultura inteligente

Tarea Recopila lecturas de sensores distribuidos en el campo y monitorea las condiciones de cultivo.
Cómo ayuda la solución La solución reúne los datos de los sensores en paneles en tiempo real, almacena las mediciones y admite notificaciones basadas en umbrales.

Un operador de instalaciones

Tarea Monitorea a distancia los equipos del edificio y las condiciones ambientales.
Cómo ayuda la solución La solución muestra lecturas en tiempo real, conserva registros históricos y ofrece alertas, informes o funciones de control.

Pila tecnológica

Python

Adquisición y servicios

Python admite los servicios de adquisición y comunicación de datos.

JavaScript / TypeScript (Node.js)

Paneles y comunicación

JavaScript y TypeScript admiten las interfaces de monitoreo y la comunicación de red.

PHP

Servicios web complementarios

Las bibliotecas PHP admiten servicios seleccionados de documentos y aplicaciones cuando es necesario.

pymodbus

Comunicación Modbus con Python

pymodbus (una biblioteca de Python para la comunicación Modbus) lee y trabaja con registros Modbus.

modbus-serial

Comunicación Modbus con Node.js

modbus-serial (una biblioteca de Node.js para Modbus RTU y TCP) permite la comunicación con los equipos.

jsmodbus

Modbus serie y TCP

jsmodbus (una implementación de JavaScript del protocolo Modbus) admite conexiones Modbus serie y TCP.

grafanalib

Creación de paneles con Grafana

grafanalib (una biblioteca de Python para crear paneles de Grafana) ayuda a crear paneles de monitoreo.

Plotly

Visualización interactiva de datos

Plotly muestra gráficos interactivos para el monitoreo y el análisis histórico.

httpx

Comunicación de datos mediante HTTP

httpx (un cliente HTTP de Python) permite comunicarse con servicios conectados.

JSON, CSV, PDF

Intercambio de datos e informes

El sistema intercambia datos y crea informes en formatos JSON, CSV y PDF.

Integraciones

Modbus TCP equipment

El sistema lee registros e intercambia datos de sensores o actuadores con equipos industriales conectados.

HTTP and HTTPS services

El sistema de monitoreo envía y recibe datos formateados mediante conexiones HTTP o HTTPS seguras.

MQTT

El sistema puede intercambiar datos de sensores con plataformas y equipos mediante MQTT.

Grafana

La solución puede conectar definiciones de paneles y vistas de monitoreo visual con Grafana.

SCADA systems

La solución de monitoreo puede intercambiar datos industriales con sistemas SCADA cuando sea necesario.

Cloud platforms and databases

El sistema puede enviar datos de monitoreo almacenados o en tiempo real a plataformas en la nube o bases de datos conectadas.

El resultado

Estado de los equipos en tiempo real en una sola vista

El panel en tiempo real reúne las lecturas actuales de las máquinas y del entorno en un solo lugar. El estado de la conexión y los valores de los registros aparecen junto a las lecturas de temperatura.

El equipo de ingeniería también ve la humedad, el estado de los dispositivos y las marcas de tiempo de los datos recibidos.

Cómo funciona

  1. El selector de dispositivos identifica los equipos conectados que se muestran en el panel.
  2. Los datos de sensores, actuadores y temperatura aparecen en tarjetas de sensores.
  3. La tabla de registros Modbus muestra los valores con una marca de tiempo para cada lectura.
  • Configurar conexiones Modbus TCP
  • Revisar el estado actual de la conexión
  • Monitorear datos de sensores en tiempo real
Nota: El panel combina las lecturas en tiempo real con el estado de conexión necesario para interpretarlas.
Panel de dispositivos Modbus en tiempo real

Panel de dispositivos Modbus en tiempo real

Funciones de esta pantalla
Configurar Modbus TCP Gestionar datos de sensores Mostrar datos en tiempo real

Las lecturas históricas facilitan la revisión de los equipos

El registro de estado convierte las mediciones almacenadas en tendencias a lo largo del tiempo. Los analistas pueden revisar los indicadores del estado de la máquina y los cambios en la vibración y la temperatura.

Las lecturas de RPM, desplazamiento y aceleración están disponibles para su revisión en la misma vista histórica.

Cómo funciona

  1. El filtro de intervalo de tiempo limita las mediciones de la máquina mostradas en pantalla.
  2. El gráfico de tendencias visualiza los datos de temperatura, vibración y RPM.
  3. El indicador de estado de la máquina y la tabla histórica muestran la condición registrada del equipo.
  • Revisar las mediciones registradas
  • Comparar lecturas durante un periodo seleccionado
  • Inspeccionar el registro histórico
Tendencias de la máquina y registro de estado

Tendencias de la máquina y registro de estado

Funciones de esta pantalla
Registrar datos de estado Visualizar datos de sensores

Los umbrales hacen visibles los incidentes

La pantalla de configuración de alertas ofrece al cliente un lugar claro para definir los límites operativos. Los umbrales de temperatura, presión y vibración se vinculan con los estados de los incidentes y la configuración de notificaciones.

Esto mantiene las reglas de alerta cerca de las métricas que monitorean y permite añadir acciones de control cuando el proyecto las incluye.

Cómo funciona

  1. El selector de métricas identifica la medición con una regla de alerta.
  2. Los campos de umbral almacenan los límites de temperatura, presión o vibración.
  3. La vista previa del estado de alarma muestra el estado configurado, mientras que la configuración de notificaciones define las notificaciones relacionadas.
  • Configurar umbrales de alerta
  • Previsualizar estados de alarma
  • Establecer preferencias de notificación
Consejo: Los umbrales se configuran en torno a las métricas relevantes para los equipos monitoreados.
Configuración de umbrales y notificaciones

Configuración de umbrales y notificaciones

Funciones de esta pantalla
Umbrales de alerta configurables

Las conexiones de los equipos siguen una configuración clara

La pantalla de configuración de conexión mantiene juntas la configuración de dispositivos y registros. Los ingenieros definen el punto de conexión de red y los registros asociados antes de comprobar el resultado de la conexión.

Los detalles del sondeo alinean el sistema de monitoreo con los equipos y las reglas de comunicación del cliente.

Cómo funciona

  1. Los campos de nombre del dispositivo, dirección IP y puerto identifican la conexión del equipo.
  2. Los campos de definición de registros almacenan los registros Modbus vinculados a los datos de sensores y actuadores.
  3. La configuración de sondeo y el resultado de la prueba de conexión muestran cómo se comunica el sistema con el dispositivo.
  • Definir registros Modbus
  • Establecer detalles de sondeo
  • Revisar la prueba de conexión
Configuración de conexión Modbus TCP

Configuración de conexión Modbus TCP

Funciones de esta pantalla
Configurar Modbus TCP

Los informes convierten los datos almacenados en archivos compartibles

La pantalla de informes prepara los datos históricos de monitoreo para su análisis. Los analistas y responsables pueden crear un informe y comparar fuentes seleccionadas.

El sistema exporta los datos seleccionados como JSON, CSV o PDF para su revisión operativa.

Cómo funciona

  1. El tipo de informe y los filtros de intervalo de fechas identifican los datos de sensores almacenados incluidos.
  2. El selector de comparación de fuentes compara las fuentes de datos de monitoreo seleccionadas.
  3. El generador de informes crea archivos JSON, CSV o PDF a partir de los datos seleccionados.
  • Generar informes de análisis
  • Comparar fuentes de datos seleccionadas
  • Exportar en JSON, CSV o PDF
Informes y exportación de datos

Informes y exportación de datos

Funciones de esta pantalla
Generar informes para análisis Informes comparativos de datos

Qué ofrece la solución

Con esta solución, el operador puede:

  • Monitorear equipos y lecturas ambientales desde un solo espacio de trabajo
  • Revisar datos del estado de las máquinas con gráficos y registros históricos
  • Establecer umbrales para incidentes de temperatura, presión y vibración
  • Recibir notificaciones según las condiciones de monitoreo configuradas
  • Crear informes en JSON, CSV y PDF
  • Ampliar el sistema con acciones de control y plataformas conectadas

¿Podrían los sistemas prediseñados hacer el trabajo?

Antes del diseño, se comparó la tarea con productos prediseñados según sus propias descripciones.

Qué necesita el cliente Plataformas IoT Particle, AWS IoT, Blynk IoT platform Frameworks IoT Eclipse IoT, Mozilla WebThings Creación de sistemas IoT Niagara 4 Solución personalizada
Transmitir datos mediante los protocolos necesarios parcialmente
Transferencia de datos segura y resistente parcialmente
Lecturas en tiempo real e informes históricos parcialmente
Umbrales, alertas y control parcialmente
Adaptarse a las reglas del cliente: etapas, roles e informes — — —
Todos los pasos en un solo lugar —
Sin pasos manuales entre programas — — —

Según las descripciones públicas de los productos y su categoría.

Los componentes principales de la tarea existen en plataformas y frameworks IoT prediseñados, y un producto prediseñado es suficiente cuando solo se necesita una parte.

Este cliente necesitaba su propio software porque la tarea de monitoreo combina la configuración de Modbus TCP, registros específicos, vistas actuales e históricas, umbrales, informes y posibles acciones de control.

La solución mantiene esos componentes en un único espacio de trabajo y los adapta a los equipos y reglas del cliente, en lugar de dejar la conexión entre herramientas separadas al trabajo manual.

Al final

Al final, la solución se creó para reducir el trabajo manual de monitoreo de los datos de equipos conectados.

Preguntas frecuentes

¿Estás pensando en crear un sistema similar? Estas respuestas explican cómo una solución de monitoreo Modbus TCP puede adaptarse a los equipos, los datos de sensores, las reglas de comunicación y las futuras necesidades de control.