ग्राफाना+ज़ैबिक्स: उत्पादन लाइन का विज़ुअलाइज़ेशन

इस लेख में, मैं उत्पादन लाइनों के काम की कल्पना करने के लिए ओपन सोर्स ज़ैबिक्स और ग्राफाना सिस्टम का उपयोग करने का अपना अनुभव साझा करना चाहता हूं। यह जानकारी उन लोगों के लिए उपयोगी हो सकती है जो औद्योगिक स्वचालन या IoT परियोजनाओं में एकत्रित डेटा को दृश्य रूप से प्रदर्शित करने या उसका विश्लेषण करने का त्वरित तरीका ढूंढ रहे हैं। यह लेख एक विस्तृत मार्गदर्शिका नहीं है, बल्कि एक विनिर्माण उद्यम के लिए ओपन सोर्स सॉफ़्टवेयर पर आधारित निगरानी प्रणाली की अवधारणा है।

उपकरण

Zabbix - हम प्लांट के आईटी इंफ्रास्ट्रक्चर की निगरानी के लिए लंबे समय से इसका इस्तेमाल कर रहे हैं। प्रणाली इतनी सुविधाजनक और बहुमुखी निकली कि हमने इसमें उत्पादन लाइनों, सेंसर और नियंत्रकों से डेटा दर्ज करना शुरू कर दिया। इससे हमें सभी मेट्रिक्स डेटा को एक ही स्थान पर एकत्र करने, संसाधन खपत और उपकरण प्रदर्शन के सरल ग्राफ़ बनाने की अनुमति मिली, लेकिन हमारे पास वास्तव में विश्लेषण और सुंदर ग्राफ़ की कमी थी।

ग्राफाना एनालिटिक्स और डेटा विज़ुअलाइज़ेशन के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। बड़ी संख्या में प्लगइन्स आपको विभिन्न स्रोतों (ज़ैबिक्स, क्लिकहाउस, इन्फ्लक्सडीबी) से डेटा लेने, इसे तुरंत संसाधित करने (औसत, योग, अंतर इत्यादि की गणना करने) और सभी प्रकार के ग्राफ़ (सरल रेखाओं, स्पीडोमीटर से) खींचने की अनुमति देते हैं। , तालिकाओं से लेकर जटिल आरेख तक )।

Draw.io - एक ऐसी सेवा जो आपको एक साधारण ब्लॉक डायग्राम से लेकर फ्लोर प्लान तक एक ऑनलाइन संपादक बनाने की अनुमति देती है। कई तैयार टेम्पलेट और खींची गई वस्तुएं हैं। डेटा को सभी प्रमुख ग्राफ़िक प्रारूपों या xml में निर्यात किया जा सकता है।

यह सब एक साथ डालें

ग्राफाना और ज़ैबिक्स को स्थापित और कॉन्फ़िगर करने के तरीके पर बहुत सारे लेख लिखे गए हैं, मैं कॉन्फ़िगरेशन के मुख्य बिंदुओं के बारे में बात करूंगा।

ज़ैबिक्स सर्वर पर एक "नेटवर्क नोड" (होस्ट) बनाया जाता है, जो हमारे सेंसर से मेट्रिक्स के साथ "डेटा तत्व" (आइटम) का मालिक होगा। यह सलाह दी जाती है कि नोड्स और डेटा तत्वों के नामों पर पहले से विचार करें और उन्हें यथासंभव संरचित करें, क्योंकि हम उन्हें नियमित अभिव्यक्तियों के माध्यम से ग्राफाना से एक्सेस करेंगे। यह दृष्टिकोण सुविधाजनक है क्योंकि आप एक ही अनुरोध से तत्वों के समूह से डेटा प्राप्त कर सकते हैं।

ग्राफ्टाना को कॉन्फ़िगर करने के लिए, आपको अतिरिक्त प्लगइन्स इंस्टॉल करने की आवश्यकता होगी:

• अलेक्जेंडर ज़ोबिन द्वारा ज़ैबिक्स (alexanderzobnin-zabbix-app) - ज़ैबिक्स के साथ एकीकरण
• नेटेल-डिस्क्रीट-पैनल - क्षैतिज चार्ट पर अलग-अलग विज़ुअलाइज़ेशन के लिए प्लगइन
• पिएरोसावी-इमेजइट-पैनल - आपकी छवि के शीर्ष पर डेटा प्रदर्शित करने के लिए प्लगइन
• एजेंट-फ़्लोचार्टिंग-पैनल - ड्रॉ.आईओ से डायनामिक आरेख विज़ुअलाइज़ेशन के लिए प्लगइन

ज़ैबिक्स के साथ एकीकरण स्वयं ग्राफ्टाना, मेनू आइटम कॉन्फ़िगरेशनडेटा स्रोतज़ैबिक्स में कॉन्फ़िगर किया गया है। वहां आपको ज़ैबिक्स सर्वर का एपीआई पता निर्दिष्ट करना होगा, मेरे पास यह है http://zabbix.local/zabbix/api_jsonrpc.php, और पहुंच के लिए पासवर्ड के साथ लॉगिन करें। यदि सब कुछ सही ढंग से किया गया है, तो सेटिंग्स को सहेजते समय एपीआई संस्करण संख्या के साथ एक संदेश आएगा: ज़ैबिक्स एपीआई संस्करण: 5.0.1

एक डैशबोर्ड बनाना

यहीं से ग्राफ्टाना और इसके प्लगइन्स का जादू शुरू होता है।

नेटेल-डिस्क्रीट-पैनल प्लगइन
हमारे पास लाइनों पर इंजनों की स्थिति पर डेटा है (काम कर रहा है = 1, काम नहीं कर रहा है = 0)। असतत ग्राफ़ का उपयोग करके, हम एक पैमाना बना सकते हैं जो दिखाएगा: इंजन की स्थिति, इसने कितने मिनट/घंटे या % काम किया है, और इसे कितनी बार शुरू किया गया है।

इंजन स्थिति विज़ुअलाइज़ेशन

मेरी राय में, हार्डवेयर प्रदर्शन को देखने के लिए यह सबसे अच्छे ग्राफ़ में से एक है। आप तुरंत देख सकते हैं कि यह कितने समय से निष्क्रिय है, यह किस मोड में अधिक बार काम करता है। बहुत सारा डेटा हो सकता है, उन्हें श्रेणियों के आधार पर एकत्रित करना, मानों के आधार पर परिवर्तित करना संभव है (यदि मान "1" है, तो "चालू" के रूप में प्रदर्शित करें)

पियरोसावी-इमेजइट-पैनल प्लगइन

इमेज का उपयोग तब सुविधाजनक होता है जब आपके पास पहले से ही उस कमरे का एक खींचा हुआ आरेख या योजना हो जिस पर आप सेंसर से डेटा लागू करना चाहते हैं। विज़ुअलाइज़ेशन सेटिंग्स में, आपको छवि के लिए यूआरएल पता निर्दिष्ट करना होगा और आवश्यक सेंसर तत्व जोड़ना होगा। तत्व चित्र पर दिखाई देता है और उसे माउस से सही स्थान पर रखा जा सकता है।

तापमान और दबाव मेट्रिक्स के साथ भट्टी की योजना

एजेंट-फ्लोचार्टिंग-पैनल प्लगइन

मैं आपको फ़्लोचार्टिंग विज़ुअलाइज़ेशन बनाने के बारे में और अधिक बताना चाहूंगा, क्योंकि यह एक अविश्वसनीय रूप से कार्यात्मक उपकरण है। यह आपको एक गतिशील निमोनिक बनाने की अनुमति देता है, जिसके तत्व मेट्रिक्स के मूल्यों (रंग, स्थिति, नाम इत्यादि बदलें) पर प्रतिक्रिया देंगे।

डेटा प्राप्त करना

ग्राफ्टाना में किसी भी विज़ुअलाइज़ेशन तत्व का निर्माण स्रोत से डेटा के अनुरोध के साथ शुरू होता है, हमारे मामले में यह ज़ैबिक्स है। प्रश्नों का उपयोग करके, हमें वे सभी मेट्रिक्स प्राप्त करने होंगे जिन्हें हम आरेख में उपयोग करना चाहते हैं। मीट्रिक विवरण ज़ैबिक्स में डेटा तत्वों के नाम हैं, आप एक नियमित अभिव्यक्ति के माध्यम से फ़िल्टरिंग के साथ एक अलग मीट्रिक और एक सेट दोनों निर्दिष्ट कर सकते हैं। मेरे उदाहरण में, आइटम फ़ील्ड में अभिव्यक्ति शामिल है: "/(^लाइन 1)|(उपलब्धता)|(ज़ुचिनी)/" - इसका मतलब है: उन सभी मेट्रिक्स का चयन करें जिनका नाम सख्ती से "लाइन 1" से शुरू होता है या जिसमें "उपलब्धता" शब्द शामिल है " या इसमें "तोरी" शब्द शामिल है

पहली पंक्ति के इंजनों और कच्चे माल की उपलब्धता पर डेटा के लिए अनुरोध स्थापित करने का एक उदाहरण

डेटा रूपांतरण

स्रोत डेटा हमेशा उस रूप में नहीं हो सकता है जिसमें हमें उसे प्रदर्शित करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, हमारे पास एक कंटेनर (किलो) में उत्पाद के वजन पर मिनट-दर-मिनट डेटा है, और हम टी/एच में भरण दर प्रदर्शित करना चाहते हैं। मैं इसे इस तरह से करता हूं: मैं वजन डेटा लेता हूं और इसे डेल्टा ग्राफाना फ़ंक्शन के साथ परिवर्तित करता हूं, जो मीट्रिक मानों के बीच अंतर की गणना करता है, इसलिए वर्तमान वजन किलो/मिनट में परिवर्तित हो जाता है। फिर मैं परिणाम को टन/घंटा लाने के लिए 0.06 से गुणा करता हूँ। चूंकि वजन मीट्रिक का उपयोग कई प्रश्नों में किया जाता है, इसलिए मैं इसे एक नया उपनाम (सेटअलियास) दूंगा और रेंडर नियम में इसका उपयोग करूंगा।

डेल्टा पैरामीटर और गुणक का उपयोग करने और किसी क्वेरी में मीट्रिक का नाम बदलने का एक उदाहरण

यहां डेटा परिवर्तन का एक और उदाहरण दिया गया है: मुझे बैचों की संख्या (चक्र प्रारंभ = इंजन प्रारंभ) की गणना करने की आवश्यकता थी। मीट्रिक की गणना इंजन की स्थिति "लाइन 1 - टैंक पंप 1 (स्थिति)" के आधार पर की जाती है। परिवर्तन: हम मूल मीट्रिक के डेटा को डेल्टा फ़ंक्शन (मान अंतर) के साथ बदलते हैं, इसलिए इंजन शुरू करने के लिए मीट्रिक का मान "+1", रुकने के लिए "-1" और इंजन के चालू न होने पर "0" होगा। इसकी स्थिति बदलें. फिर मैं 1 से कम के सभी मान हटा देता हूं और उनका योग करता हूं। परिणाम इंजन स्टार्ट की संख्या है।

डेटा को वर्तमान स्थिति से आरंभ की संख्या में परिवर्तित करने का उदाहरण

अब विज़ुअलाइज़ेशन के बारे में ही

डिस्प्ले सेटिंग्स में एक बटन "एडिट ड्रा" है, यह एक संपादक लॉन्च करता है जिसमें आप एक आरेख बना सकते हैं। आरेख पर प्रत्येक वस्तु के अपने पैरामीटर होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप संपादक में फ़ॉन्ट सेटिंग्स निर्दिष्ट करते हैं, तो उन्हें ग्राफाना में डेटा विज़ुअलाइज़ेशन पर लागू किया जाएगा।

Draw.io में संपादक इस प्रकार दिखता है

योजना को सहेजने के बाद, यह ग्राफ़ना में दिखाई देगी और तत्वों को बदलने के लिए नियम बनाना संभव होगा।

पैरामीटर में () हम निर्दिष्ट करते हैं:

• विकल्प - नियम का नाम (नियम का नाम), मीट्रिक का नाम या उपनाम सेट करें जिसका डेटा उपयोग किया जाएगा (मेट्रिक्स पर लागू करें)। डेटा एकत्रीकरण का प्रकार (एकत्रीकरण) मीट्रिक के अंतिम परिणाम को प्रभावित करता है, इसलिए Last का अर्थ है कि अंतिम मान चुना जाएगा, avg का अर्थ है ऊपरी दाएं कोने में चयनित अवधि के लिए औसत मान।
• थ्रेसहोल्ड - थ्रेशोल्ड मान पैरामीटर, रंग अनुप्रयोग के तर्क का वर्णन करता है, अर्थात, चयनित रंग मीट्रिक डेटा के आधार पर, आरेख पर तत्वों पर लागू किया जाएगा। मेरे उदाहरण में, यदि मेट्रिक्स मान "0" है, तो स्थिति "ठीक" होगी, रंग हरा होगा, यदि मान ">1" है, तो स्थिति गंभीर होगी और रंग लाल होगा।
• रंग/टूलटिप मैपिंग" और "लेबल/टेक्स्ट मैपिंग" - एक सर्किट तत्व और उसके व्यवहार परिदृश्य का चयन। पहले परिदृश्य में, ऑब्जेक्ट को चित्रित किया जाएगा, दूसरे में - इसमें मीट्रिक से डेटा वाला टेक्स्ट होगा। आरेख पर किसी वस्तु का चयन करने के लिए, आपको सर्किट चिह्न को दबाना होगा और माउस से आरेख पर क्लिक करना होगा।

इस उदाहरण में, मैं पंप और उसके तीर को लाल रंग से रंग रहा हूं यदि यह काम कर रहा है और यदि यह काम नहीं कर रहा है तो हरे रंग से।

फ़्लोचार्टिंग प्लगइन की मदद से, मैं पूरी लाइन का एक आरेख बनाने में कामयाब रहा, जिस पर:

1. समुच्चय का रंग उनकी स्थिति के अनुसार बदलता रहता है
2. कंटेनरों में उत्पाद की कमी का अलार्म है
3. मोटर आवृत्ति सेटिंग प्रदर्शित होती है
4. पहले टैंक की भराव/निर्वहन दर
5. लाइन ऑपरेशन चक्र (बैच) की संख्या की गणना की जाती है

उत्पादन लाइन का विज़ुअलाइज़ेशन

परिणाम

मेरे लिए सबसे कठिन हिस्सा नियंत्रकों से डेटा प्राप्त करना था। डेटा अधिग्रहण के मामले में ज़ैबिक्स की बहुमुखी प्रतिभा और प्लगइन्स के माध्यम से ग्राफाना के लचीलेपन के लिए धन्यवाद, उत्पादन लाइन की निगरानी के लिए एक व्यापक स्क्रीन बनाने में केवल कुछ दिन लगे। विज़ुअलाइज़ेशन ने ग्राफ़ और स्थिति आँकड़े देखना संभव बना दिया, साथ ही रुचि रखने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए वेब के माध्यम से आसान पहुंच संभव बना दी - इन सभी ने बाधाओं और समुच्चय के अकुशल उपयोग को तुरंत पहचानना संभव बना दिया।

निष्कर्ष

मुझे वास्तव में ज़ैबिक्स + ग्राफाना बंडल पसंद आया और मैं इस पर ध्यान देने की सलाह देता हूं यदि आपको प्रोग्रामिंग या जटिल वाणिज्यिक उत्पादों को लागू किए बिना नियंत्रकों या सेंसर से डेटा को तुरंत संसाधित करने की आवश्यकता है। बेशक, यह पेशेवर SCADA सिस्टम को प्रतिस्थापित नहीं करेगा, लेकिन यह संपूर्ण उत्पादन की केंद्रीकृत निगरानी के लिए एक उपकरण के रूप में पर्याप्त होगा।

स्रोत: www.habr.com