本项目源于工业设备运行监测中的常见技术问题:设备运行参数需要持续采集,但数据换算错误、测量值超出正常范围、通信突然中断等情况,可能影响设备状态判断,也不利于后续故障排查。
为验证这些问题的处理方法,自主开发了基于Python和Modbus TCP的设备监测与报警程序。
项目面向工业设备数据采集、运行状态监测和故障诊断场景,模拟采集设备温度、电流、电压等数据,实现数值换算、异常报警、历史记录及通信中断后的自动恢复。
目前已完成本机模拟环境下的开发与测试,尚未用于真实工业现场。
系统主要包含以下功能模块:
1. Modbus TCP通信:连接设备模拟服务端,定时读取寄存器数据。
2. 数据采集与换算:采集温度、电流、电压等数据,并根据配置进行倍率换算。
3. 阈值报警:根据设定的温度、电流和电压范围判断异常状态。
4. 历史数据记录:将测量值、报警状态及时间信息保存至CSV文件。
5. 通信异常处理:连接中断时记录异常状态,不将无效数据作为正常测量值写入。
6. 自动恢复:通信恢复后自动重新连接并继续执行监测。
7. 配置管理:通过配置文件维护连接参数及相关报警阈值。
程序支持持续循环运行与安全停止,已完成本机模拟环境下的功能及异常测试。
本项目采用一个人+AI协同开发方式完成。
本人负责明确监测需求、搭建本地Python环境、运行通信模拟服务、执行测试、检查CSV记录并根据实际运行结果反馈和验证问题。
开发过程中使用Python 3.13及PyModbus 3.16.1,实现Modbus TCP通信、寄存器读取、数据倍率换算、报警判断和历史记录。通过配置文件管理连接参数及报警阈值,使用本地模拟设备提供测试数据。
针对通信中断、报警触发及恢复等情况设计测试场景,通过运行日志和CSV记录检查程序行为,并对发现的问题进行分析和修正。
最终完成报警逻辑测试、通信中断及恢复测试、实际TCP连接下的模拟数据越限测试。程序曾连续执行599个监测周期后人工停止。以上结果属于本机软件模拟验证,不代表已在真实工业设备上完成现场验收。
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