Laboratório: Supervisão Industrial Aberta com OpenPLC, Node-RED e Grafana

Duração estimada

120 min

Passos

11

Validações

4

Versões da documentação consultada

OpenPLC Runtime a versão estável atual · Node-RED a versão estável atual · Grafana OSS a versão estável atual · Docker a versão estável atual

Topologia

O OpenPLC rodará em uma VM (192.168.56.10), expondo variáveis por Modbus TCP. O Node-RED, em outra VM (192.168.56.20), fará polling dessas variáveis e exporá via API HTTP. O Grafana, em uma terceira VM (192.168.56.30), consumirá a API do Node-RED para exibir dashboards. Todos os hosts estão na mesma rede privada.

      +----------------+
      |   Grafana      |
      |192.168.56.30   |
      +-------+--------+
              |
              |
      +-------v--------+
      |   Node-RED     |
      |192.168.56.20   |
      +-------+--------+
              |
              |
      +-------v--------+
      |   OpenPLC      |
      |192.168.56.10   |
      +----------------+

Equipamentos e software

Roteiro

1. Preparar as VMs

   Crie três VMs Linux na mesma rede privada (exemplo: 192.168.56.0/24). Isso isola os serviços e simula um ambiente industrial real.

   O que você deve ver: VMs acessíveis via SSH, ping entre elas funcionando.

2. Instalar o OpenPLC Runtime

   No host 192.168.56.10, instale o OpenPLC Runtime. O OpenPLC simula o CLP e expõe variáveis via Modbus TCP.

   sudo apt update && sudo apt install git python3 python3-pip
   cd ~
   git clone https://github.com/thiagoralves/OpenPLC_v3.git
   cd OpenPLC_v3
   sudo ./install.shCopiar

   O que você deve ver: OpenPLC instalado, serviço disponível em http://192.168.56.10:8080

3. Configurar e rodar um programa ladder no OpenPLC

   Faça login na interface web do OpenPLC e carregue um programa ladder de teste. Isso permitirá simular variáveis digitais e analógicas.

   Acesse http://192.168.56.10:8080, usuário padrão: openplc, senha: openplc. Carregue o exemplo 'Simple Ladder'.Copiar

   O que você deve ver: Programa ladder rodando, status 'Running' na interface.

4. Habilitar o servidor Modbus TCP do OpenPLC

   O OpenPLC expõe as variáveis via Modbus TCP por padrão. Confirme a porta (502) e IP.

   Consulte a documentação em www.openplcproject.com/docs para detalhes de configuração.Copiar

   O que você deve ver: Porta 502 aberta, serviço escutando.

5. Instalar o Node-RED

   No host 192.168.56.20, instale o Node-RED. Ele fará o papel de middleware, conectando-se ao OpenPLC via Modbus TCP.

   sudo apt update && sudo apt install -y nodejs npm
   sudo npm install -g --unsafe-perm node-redCopiar

   O que você deve ver: Node-RED disponível em http://192.168.56.20:1880

6. Instalar o node-red-contrib-modbus

   Esse pacote permite ao Node-RED ler e escrever dados via Modbus TCP.

   cd ~/.node-red
   npm install node-red-contrib-modbusCopiar

   O que você deve ver: Pacote instalado, novos nodes Modbus disponíveis no editor do Node-RED.

7. Criar um fluxo no Node-RED para ler variáveis do OpenPLC

   Monte um fluxo: node 'modbus-read' (cliente TCP, IP 192.168.56.10, porta 502) lendo registradores e enviando para um node 'http response'.

   No editor web, arraste um node 'modbus-read', configure IP/porta, e conecte a um node 'http response'. Consulte nodered.org/docs para detalhes.Copiar

   O que você deve ver: Fluxo salvo, Node-RED lendo dados do OpenPLC periodicamente.

8. Testar a API do Node-RED

   Acesse a URL HTTP exposta pelo Node-RED para ver os dados lidos do OpenPLC.

   curl http://192.168.56.20:1880/<endpoint_configurado>Copiar

   O que você deve ver: Resposta JSON com valores das variáveis do OpenPLC.

9. Instalar o Grafana

   No host 192.168.56.30, instale o Grafana OSS. Ele será usado para criar dashboards customizáveis.

   sudo apt-get install -y apt-transport-https software-properties-common wget
   wget -q -O - https://packages.grafana.com/gpg.key | sudo apt-key add -
   echo "deb https://packages.grafana.com/oss/deb stable main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/grafana.list
   sudo apt update
   sudo apt install grafana
   sudo systemctl start grafana-server
   sudo systemctl enable grafana-serverCopiar

   O que você deve ver: Grafana disponível em http://192.168.56.30:3000

10. Configurar o Grafana para consumir a API do Node-RED

    No Grafana, crie uma nova fonte de dados do tipo 'JSON API' (plugin open source). Aponte para o endpoint HTTP do Node-RED.

    Consulte grafana.com/docs/plugins/grafana-json-datasource/latest/ para instalar e configurar o plugin.Copiar

    O que você deve ver: Fonte de dados conectada, teste de conexão OK.

11. Criar um dashboard no Grafana

    Adicione um painel para exibir os valores lidos do OpenPLC via Node-RED. Isso permite visualizar o processo em tempo real.

    No Grafana, clique em 'Novo Painel', selecione a fonte de dados JSON API, configure a consulta conforme os dados do Node-RED.Copiar

    O que você deve ver: Painel mostrando valores atualizados das variáveis do OpenPLC.

Como saber que funcionou

Troubleshooting

Segurança e hardening

• Nunca exponha portas 502, 1880 ou 3000 para a internet sem autenticação forte
• Altere as senhas padrão do OpenPLC e do Grafana
• Use firewall para restringir acesso entre as VMs
• Considere rodar cada serviço em containers isolados para maior controle

Checklist final

• OpenPLC rodando programa ladder de teste
• Node-RED lendo variáveis via Modbus TCP
• Node-RED expondo API HTTP funcional
• Grafana consumindo dados do Node-RED
• Dashboard exibindo valores em tempo real