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Recogida de datos OPC UA (Pesadora ULMA / ANRITSU)

Recolector de datos de una pesadora / control de calidad ULMA (gateway CONTEC CPS‑MCS341‑DS configurado por ANRITSU) mediante OPC UA. Guarda el dato crudo en ficheros, consolida una línea por producción en PostgreSQL y expone KPIs de ritmo (kg/hora) para un panel.

Proyecto 520746.

1. Arquitectura (3 capas)

   Pesadora ULMA (OPC UA)
            │  ns=2;s=CPS-MCS341-DS.STAG.*
            ▼
┌───────────────────────────────────────────────┐
│  RECOGER   (Python · asyncio · main.py)         │
│  - Suscripción OPC UA (callback no bloqueante)  │
│  - Encola cada evento en 3 colas                │
└───────────────────────────────────────────────┘
            │            │                 │
            ▼            ▼                 ▼
     EVENT_QUEUE    STATS_QUEUE         DB_QUEUE
     (asyncio)      (queue, hilo)       (queue, hilo)
            │            │                 │
            ▼            ▼                 ▼
  GUARDAR:  MM-all.jsonl  MM-stats.json   PostgreSQL
  (crudo, todo)  (crudo stats)         (pesadora_lineas, consolidado)
                                            │
                                            ▼
                          MOSTRAR: API PHP → ritmo kg/hora (panel)

Idea central: recoger ≠ guardar ≠ mostrar. Cada capa cambia por motivos distintos y no se estorban.

2. Flujo de un dato

  1. La pesadora publica un cambio de tag (STAGxx) por OPC UA.
  2. SusctiptionHandler.datachange_notification (en suscription_hadler_file.py) construye un event y solo encola (trabajo mínimo, no bloquea).
  3. Consumidores independientes escriben:
    • EVENT_QUEUE → jsonl_writer → AAAA/MM-all.jsonl (todos los tags).
    • STATS_QUEUE → stats_writer → AAAA/MM-stats.json (tags de estadística).
    • index_app (app_recalculate_file.py) acumula el estado y, cuando avanza el peso y los estadísticos son coherentes, encola en DB_QUEUE.
    • DB_QUEUE → database_file → INSERT en PostgreSQL (idempotente).
  4. Un heartbeat en hilo aparte escribe periódicamente si el proceso sigue vivo y conectado.

3. Estructura del repositorio

main.py                         Arranque: suscripción OPC UA + lanzamiento de workers
config.py                       Configuración desde .env (falla rápido si falta algo)
requirements.txt
assets/
  suscription_hadler_file.py    Callback OPC UA -> encola eventos
  event_queue_file.py           EVENT_QUEUE (asyncio) · STATS_QUEUE, DB_QUEUE (queue)
  jsonl_writer.py               Consumidor async -> MM-all.jsonl
  stats_writer_file.py          Hilo -> MM-stats.json
  app_recalculate_file.py       Consolidación por producción -> DB_QUEUE
  database_file.py              Hilo -> INSERT PostgreSQL (conexión única + reconexión)
  hertbeat_writer_file.py       Hilo -> heartbeat (proceso vivo / conexión)
  conection_state_file.py       Estado de conexión (thread-safe)
  supervised_file.py            Relanza una corrutina si muere
  utils_file.py                 Fechas y parseo de valores

4. Tags STAG utilizados

Todos son STRING, solo lectura, patrón ns=2;s=CPS-MCS341-DS.STAG.{tag}.

Estado / artículo en producción

  • STAG00 operación (0=funciona, 1=parado, 2=ajuste, 3=check) · STAG01 estado técnico
  • STAG02 producto seleccionado · STAG21/22 producto y nombre de las estadísticas

Pesada individual (hasta 70/min; puede colapsar por el filtro de cambio de valor)

  • STAG10 nº secuencial · STAG11 producto · STAG12 clasificación (zona/OK-NG)
  • STAG13 rechazo (metal/externo/normal) · STAG14 peso medido (g)

Estadísticas acumuladas (fiables; se reinician por lote)

  • STAG37 muestras buenas · STAG38 peso total (kg) · STAG39 peso medio (g)
  • STAG53 conteo total de bolsas · STAG28–36 zonas y rechazos
  • STAG23/24 lote/batch · STAG25/26 inicio/fin · STAG27 método (0=todas / 1=solo PASS)

Recuento oficial = estadísticas (STAG53, zonas), no el stream por pesada.

5. Requisitos e instalación

python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt        # asyncua, psycopg, python-dotenv

.env (junto a config.py)

OPCUA_URL=opc.tcp://xxx:4840
OPCUA_NODE_ID_PREFIX=ns=2;s=CPS-MCS341-DS.STAG.
JSONL_BASE_DIRECTORY=/var/lib/suz-opcua
HEARTBEAT_FILE_NAME=head-bit.json
POSTGRES_HOST=127.0.0.1
POSTGRES_PORT=5432
POSTGRES_DB=suz
POSTGRES_USER=suz
POSTGRES_PASSWORD=********

6. Base de datos

CREATE TABLE public.pesadora_lineas (
    id            bigserial PRIMARY KEY,
    art_erp       text,
    art_name      text,
    lote          text,
    batch         text,
    inicio_of     timestamp,
    fin_of        timestamp,
    bolsas_buenas integer,
    kg            numeric(12,3),
    peso_medio    numeric(10,2),
    bolsas_total  integer,
    "date"        timestamp
);

-- Idempotencia: evita duplicados aunque se reinicie o arranque dos veces
ALTER TABLE public.pesadora_lineas
    ADD CONSTRAINT pesadora_lineas_inicio_of_kg_unique UNIQUE (inicio_of, kg);

Cada línea se guarda cuando avanza el peso acumulado y los estadísticos son coherentes (kg·1000 / bolsas_buenas ≈ peso_medio, tolerancia 0,1 g). Así solo se persisten snapshots válidos.

7. Ejecución como servicio (systemd)

/etc/systemd/system/suz-opcua.service:

[Unit]
Description=suz OPC UA collector
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=simple
User=suz
WorkingDirectory=/opt/suz-opcua
ExecStart=/opt/suz-opcua/.venv/bin/python /opt/suz-opcua/main.py
Environment=PYTHONUNBUFFERED=1
StateDirectory=suz-opcua
Restart=always
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now suz-opcua
sudo systemctl restart suz-opcua
journalctl -u suz-opcua -f

8. KPI de ritmo (API PHP)

Ritmo kg/hora en ventanas de 5 / 25 / 60 min: suma el incremento de kg del tramo continuo del artículo actual y lo lleva a hora.

Notas importantes:

  • Poner date_default_timezone_set('Europe/Madrid') (o anclar la ventana a MAX(fin_of)) porque fin_of es hora de la máquina y el servidor puede ir en UTC.
  • Al reiniciarse el kg por lote, si kg_actual < kg_anterior = nuevo lote: no cruzar esa frontera al calcular.

9. Principios de diseño (pautas)

  1. No bloquear la recogida: el callback OPC solo encola; la I/O va en workers.
  2. Colas + workers (productor/consumidor): asyncio.Queue para consumidores async, queue.Queue para consumidores en hilo (¡no mezclar!).
  3. Todo se reconecta y se reinicia solo; nada muere en silencio.
  4. Idempotencia: clave única + ON CONFLICT DO NOTHING.
  5. Validar antes de persistir (coherencia de los estadísticos).
  6. Guardar el crudo (JSONL) y derivar lo procesado (PostgreSQL).
  7. Config por .env; una sola zona horaria de referencia.
  8. Observabilidad: heartbeat + logs en journald.