This thesis project was developed following an internship at SET Sviluppo e Tecnologia S.r.l., with the aim of creating a monitoring and reporting tool for their client Cimprogetti S.p.A. The new tool is based on Siemens' Industrial Edge technology and is designed to replace the current Operation Data Report software. Cimprogetti S.p.A. designs lime kilns in which limestone is combusted in a batch process to produce lime. Data are already aggregated by the PLC and must be sampled at the end of each cycle rather than by using the classic interval based sampling implemented in Siemens' Edge platform. In addition, production data must be correlated with quality control data, manually entered by operators, and stored in an SQL database; a requirement that is not compatible with Siemens' native applications. Industrial Edge technology, built on Docker architecture, is designed to integrate custom applications developed to meet every need. For this reason, PostgreSQL was chosen as the database and Grafana as the tool for data visualization in real time. This allows the creation of dynamic, modern, and interactive monitoring dashboards. Moreover, the system includes the capability to generate PDF reports using Python and \LaTeX. Node-RED, in the Siemens Flow Creator version, is used to seamlessly integrate data acquisition from the PLC, database storage, and the user interface, thanks to its low-code environment composed of pre-tested nodes, while its API is used to automate deployments, adding scalability and versatility.

Questo progetto di tesi è stato realizzato a seguito di un tirocinio presso SET Sviluppo e Tecnologia S.r.l., con l'obiettivo di creare uno strumento di monitoraggio e reporting per il loro cliente Cimprogetti S.p.A.. Il nuovo strumento si basa sulla moderna tecnologia Industrial Edge di Siemens ed è stato progettato per sostituire l'attuale software Operation Data Report. Cimprogetti S.p.A. progetta forni di calcinazione in cui la roccia calcarea viene combusta per produrre la calce con un processo ciclico di tipo batch. I dati di produzione vengono già aggregati dal PLC e devono essere campionati al termine di ogni ciclo, contrapponendosi al campionamento a intervalli regolari classico già implementato nella piattaforma Edge di Siemens. Inoltre, è necessario correlarli ai dati di controllo qualità, inseriti manualmente dagli operatori, e archiviarli in un database SQL, requisito incompatibile con le applicazioni native di Siemens. La tecnologia Industrial Edge, basata sull'architettura Docker, è concepita per integrare applicazioni sviluppate specificamente per ogni esigenza. Per questo motivo, è stato scelto PostgreSQL come database e Grafana come strumento per graficare i dati in tempo reale, creando dashboard di monitoring dinamiche, moderne e interattive, aggiungendo la possibilità di generare report PDF grazie a Python e \LaTeX. Node-RED, nella versione Siemens Flow Creator, è usato per integrare agevolmente l'acquisizione dal PLC, l'archiviazione nel database e l'interfaccia utente, grazie al suo ambiente low-code composto di nodi già collaudati, mentre la sua API è usata per automatizzare i deploy, aggiungendo scalabilità e versatilità.

A flexible edge computing suite for industrial monitoring using Node-RED, PostgreSQL and Grafana: a Lime Kiln case study

Bartoli, Matteo
2024/2025

Abstract

This thesis project was developed following an internship at SET Sviluppo e Tecnologia S.r.l., with the aim of creating a monitoring and reporting tool for their client Cimprogetti S.p.A. The new tool is based on Siemens' Industrial Edge technology and is designed to replace the current Operation Data Report software. Cimprogetti S.p.A. designs lime kilns in which limestone is combusted in a batch process to produce lime. Data are already aggregated by the PLC and must be sampled at the end of each cycle rather than by using the classic interval based sampling implemented in Siemens' Edge platform. In addition, production data must be correlated with quality control data, manually entered by operators, and stored in an SQL database; a requirement that is not compatible with Siemens' native applications. Industrial Edge technology, built on Docker architecture, is designed to integrate custom applications developed to meet every need. For this reason, PostgreSQL was chosen as the database and Grafana as the tool for data visualization in real time. This allows the creation of dynamic, modern, and interactive monitoring dashboards. Moreover, the system includes the capability to generate PDF reports using Python and \LaTeX. Node-RED, in the Siemens Flow Creator version, is used to seamlessly integrate data acquisition from the PLC, database storage, and the user interface, thanks to its low-code environment composed of pre-tested nodes, while its API is used to automate deployments, adding scalability and versatility.
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
3-apr-2025
2024/2025
Questo progetto di tesi è stato realizzato a seguito di un tirocinio presso SET Sviluppo e Tecnologia S.r.l., con l'obiettivo di creare uno strumento di monitoraggio e reporting per il loro cliente Cimprogetti S.p.A.. Il nuovo strumento si basa sulla moderna tecnologia Industrial Edge di Siemens ed è stato progettato per sostituire l'attuale software Operation Data Report. Cimprogetti S.p.A. progetta forni di calcinazione in cui la roccia calcarea viene combusta per produrre la calce con un processo ciclico di tipo batch. I dati di produzione vengono già aggregati dal PLC e devono essere campionati al termine di ogni ciclo, contrapponendosi al campionamento a intervalli regolari classico già implementato nella piattaforma Edge di Siemens. Inoltre, è necessario correlarli ai dati di controllo qualità, inseriti manualmente dagli operatori, e archiviarli in un database SQL, requisito incompatibile con le applicazioni native di Siemens. La tecnologia Industrial Edge, basata sull'architettura Docker, è concepita per integrare applicazioni sviluppate specificamente per ogni esigenza. Per questo motivo, è stato scelto PostgreSQL come database e Grafana come strumento per graficare i dati in tempo reale, creando dashboard di monitoring dinamiche, moderne e interattive, aggiungendo la possibilità di generare report PDF grazie a Python e \LaTeX. Node-RED, nella versione Siemens Flow Creator, è usato per integrare agevolmente l'acquisizione dal PLC, l'archiviazione nel database e l'interfaccia utente, grazie al suo ambiente low-code composto di nodi già collaudati, mentre la sua API è usata per automatizzare i deploy, aggiungendo scalabilità e versatilità.
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Descrizione: EdgeSQL Monitor is a suite of applications for real-time data acquisition and monitoring. It collects signals from industrial devices when events occurs or continuosly using Node-RED, then stores them in PostgreSQL. By integrating seamlessly with Grafana, EdgeSQL Monitor enables the creation of dynamic dashboards for live monitoring and PDF generation for reporting.
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