Графана+Заббик: Визуелизација рада производне линије

У овом чланку желим да поделим своје искуство коришћења система отвореног кода Заббик и Графана за визуелизацију рада производних линија. Информације могу бити корисне онима који траже брз начин да визуелно прикажу или анализирају прикупљене податке у индустријској аутоматизацији или ИоТ пројектима. Чланак није детаљан водич, већ концепт за систем за праћење заснован на софтверу отвореног кода за производни погон.

Алати

Заббик – користимо га већ дуже време за праћење ИТ инфраструктуре фабрике. Систем се показао толико згодан и универзалан да смо почели да уносимо податке са производних линија, сензора и контролера у њега. Ово нам је омогућило да прикупимо све метричке податке на једном месту, направимо једноставне графиконе потрошње ресурса и перформанси опреме, али нам је заиста недостајала аналитика и лепи графикони.

Графана је моћан алат за аналитику и визуелизацију података. Велики број додатака вам омогућава да преузимате податке из различитих извора (заббик, цлицкхоусе, инфлукДБ), обрађујете их у ходу (израчунате просечну вредност, збир, разлику, итд.) и цртате све врсте графикона (од једноставних линија, брзиномери, табеле до сложених дијаграма).

Драв.ио – услуга која вам омогућава да цртате од једноставног блок дијаграма до тлоцрта у онлајн уређивачу. Постоји много готових шаблона и нацртаних објеката. Подаци се могу извести у све главне графичке формате или кмл.

Све заједно

Постоји много чланака написаних о томе како да инсталирате и конфигуришете Графану и Заббик, рећи ћу вам о главним тачкама конфигурације.

На Заббик серверу се креира „мрежни чвор“ (хост), који ће поседовати „елементе података“ (ставке) са метриком наших сензора. Препоручљиво је унапред размислити о називима чворова и елемената података и учинити их што је могуће више структурираним, јер ћемо им из графане приступати преко регуларних израза. Овај приступ је згодан јер можете добити податке из групе елемената једним захтевом.

Да бисте конфигурисали графана, мораћете да инсталирате додатне додатке:

• Заббик од Александра Зобнина (алекандерзобнин-заббик-апп) – интеграција са заббик-ом
• нател-дисцрете-панел – додатак за дискретну визуелизацију на хоризонталном графикону
• пиеросави-имагеит-панел – додатак за приказ података на врху ваше слике
• агенти-фловцхартинг-панел – додатак за динамичку визуализацију дијаграма из драв.ио

Сама интеграција са Заббик-ом је конфигурисана у графани, ставка менија ЦонфигуратионДата соурцесЗаббик. Тамо треба да наведете адресу апи заббик сервера, ово је оно што имам http://zabbix.local/zabbix/api_jsonrpc.php, и пријавите се са лозинком за приступ. Ако је све урађено како треба, приликом чувања подешавања појавиће се порука са бројем верзије АПИ-ја: заббик АПИ верзија: 5.0.1

Креирање контролне табле

Овде почиње магија Графане и њених додатака.

Додатак Нател-дисцрете-панел
Имамо податке о стању мотора на водовима (радни = 1, нерадни = 0). Користећи дискретни графикон, можемо нацртати скалу која ће показати: статус мотора, колико минута/сати или % је радио и колико често је покретан.

Визуелизација статуса мотора

По мом мишљењу, ово је један од најбољих графикона за визуелизацију перформанси хардвера. Одмах можете видети колико дуго је био у стању мировања и у којим режимима ради чешће. Може бити много података, могуће их је агрегирати по опсезима, трансформисати их по вредностима (ако је вредност „1“, онда је приказати као „УКЉУЧЕНО“)

Додатак пиеросави-имагеит-панел

Слика је погодна за коришћење када већ имате нацртан дијаграм или тлоцрт на који желите да примените податке са сензора. У подешавањима визуелизације, потребно је да наведете УРЛ до слике и додате сензорске елементе који су вам потребни. Елемент се појављује на слици и може се поставити мишем на жељено место.

Дијаграм пећи са метриком температуре и притиска

Агенти-фловцхартинг-панел додатак

Желео бих да причам детаљније о креирању визуелизације ФловЦхартинг, јер је то невероватно функционалан алат. Омогућава вам да направите динамички мнемонички дијаграм, чији ће елементи реаговати на вредности метрике (промена боје, положаја, имена итд.).

Примање података

Креирање било ког елемента визуелизације у Графани почиње захтевом за подацима из извора, у нашем случају то је заббик. Користећи упите, морамо да добијемо све метрике које желимо да користимо у дијаграму. Детаљи метрике су имена елемената података у Заббик-у; можете навести или појединачну метрику или скуп филтриран кроз регуларни израз. У мом примеру, поље Ставка садржи израз: „/(^линија 1)|(доступност)|(тиквице)/” - то значи: изаберите све метрике чији назив стриктно почиње са „ред 1” или садржи реч „доступност ” или садржи реч „тиквице“

Пример постављања захтева за податке о моторима прве линије и доступности сировина

Конверзија података

Изворни подаци можда нису увек у облику у којем треба да их прикажемо. На пример, имамо податке из минута у минут о тежини производа у контејнеру (кг) и потребно је да прикажемо брзину пуњења у т/сат. То радим на следећи начин: узимам податке о тежини и трансформишем их графана делта функцијом, која израчунава разлику између метричких вредности, па се тренутна тежина претвара у кг/мин. Затим помножим са 0.06 да добијем резултат у тонама/сат. Пошто се метрика тежине користи у неколико упита, специфицирам нови псеудоним за њега (сетАлиас) и користићу га у правилу визуелизације.

Пример коришћења параметра делта и множитеља и преименовања метрике у упиту

Ево још једног примера конверзије података: требало је да избројим број серија (почетак циклуса = покретање мотора). Метрика се израчунава на основу статуса мотора "линија 1 - пумпа пумпе из резервоара 1 (статус)". Трансформација: мењамо податке оригиналне метрике делта функцијом (разлика вредности), тако да ће метрика имати вредност „+1“ за покретање мотора, „-1“ за заустављање и „0“ када мотор ради не мења свој статус. Затим уклоним све вредности мање од 1 и саберем их. Резултат је број покретања мотора.

Пример претварања података из тренутног статуса у број покретања

Сада о самој визуализацији

У подешавањима екрана налази се дугме „Едит Драв“; оно покреће уређивач у коме можете да нацртате дијаграм. Сваки објекат на дијаграму има своје параметре. На пример, ако одредите подешавања фонта у уређивачу, она ће се применити на визуелизацију података у Графани.

Овако изгледа уређивач у Драв.ио

Након што сачувате дијаграм, он ће се појавити у графани и можете креирати правила за промену елемената.

У параметрима() наводимо:

• Опције—подесите назив правила, назив или псеудоним метрике чији ће се подаци користити (Примени на метрику). Тип агрегације података (Аггрегатион) утиче на коначни резултат метрике, тако да Ласт значи да ће бити изабрана последња вредност, авг је просечна вредност за период изабран у горњем десном углу.
• Прагови - параметар граничних вредности описује логику примене боје, односно изабрана боја ће бити примењена на елементе на дијаграму у зависности од метричких података. У мом примеру, ако је вредност метрике „0“, статус је „У реду“, боја ће бити зелена, ако је вредност „>1“, статус ће бити Критичан, а боја ће бити црвена.
• Пресликавања боја/описа" и "Пресликавање ознака/текста" - избор елемента шеме и сценарија за његово понашање. У првом сценарију објекат ће бити префарбан, у другом ће на њему бити текст са подацима из метрике. Да бисте изабрали објекат на дијаграму, потребно је да кликнете на знак кола и кликнете на дијаграм.

У овом примеру сликам пумпу и њену стрелицу црвеном бојом ако ради и зеленом ако не ради.

Користећи додатак за дијаграм тока, успео сам да нацртам дијаграм целе линије, на коме:

1. боја јединица се мења у складу са њиховим статусом
2. постоји аларм за одсуство производа у контејнерима
3. приказује се подешавање фреквенције мотора
4. прва брзина пуњења/испуштања резервоара
5. израчунава се број циклуса рада линије (батцх).

Визуелизација рада производне линије

Резултат

Најтеже ми је било да добијем податке од контролора. Захваљујући свестраности Заббик-а у смислу пријема података и флексибилности Графане због додатака, било је потребно само неколико дана да се направи свеобухватан екран за праћење производне линије. Визуелизација је омогућила преглед графикона и статистике стања, као и лак приступ преко веба свима који су заинтересовани - све то је омогућило да се брзо идентификују уска грла и неефикасна употреба јединица.

Закључак

Заиста ми се допала комбинација Заббик+Графана и препоручујем да обратите пажњу на њу ако требате брзо обрадити податке са контролера или сензора без програмирања или имплементације сложених комерцијалних производа. Наравно, ово неће заменити професионалне СЦАДА системе, али ће бити довољно као алат за централизовано праћење целокупне производње.

Извор: ввв.хабр.цом