FUXA：基于 Web 组态的工业自动化SCADA/HMI过程可视化工具

随着工业自动化和物联网技术的迅猛发展，SCADA（监控与数据采集系统）和 HMI（人机界面）已成为现代化工业体系中的重要组成部分。然而，传统的 SCADA 和 HMI 工具往往受限于封闭的架构和复杂的部署流程，难以满足当前工业 4.0 对开放性、灵活性和跨平台支持的要求。

FUXA 是一款基于 Web 的现代化过程可视化工具，它以其开源、灵活性和多协议支持的特点，为用户提供了全新的 SCADA/HMI 解决方案。本文将详细介绍 FUXA 的功能特性、技术架构及其在实际应用中的优势，帮助用户更好地理解并应用这款工具。

什么是 FUXA？

FUXA 是一款开源的 SCADA/HMI/Dashboard 软件，主要用于实现工业设备的实时监控、数据采集和可视化界面的构建。作为一款基于 Web 的工具，FUXA 具有以下几个核心特点：

1. 开放性与跨平台支持
   FUXA 采用全栈 Web 技术，支持在 Windows、Linux、MacOS 等多种平台上运行，同时支持 Docker 部署，便于快速安装和运行。
2. 支持多种工业协议
   FUXA 内置了丰富的设备连接协议，包括 Modbus RTU/TCP、OPC-UA、MQTT、Siemens S7 等，能够轻松连接多种工业设备，实现数据采集与交互。
3. 完全基于 Web 的可视化界面
   用户可以通过 Web 浏览器直接访问 FUXA 的工程设计界面，使用拖放式编辑器快速构建实时监控界面。
4. 开源与社区支持
   FUXA 的源代码托管在 GitHub 上，用户不仅可以根据项目需求进行二次开发，还可以通过社区获取支持和贡献自己的改进。

FUXA 的功能特性

1. 丰富的设备连接协议支持

FUXA 支持多种工业协议，使其能够轻松集成到现有的工业自动化系统中。以下是 FUXA 支持的一些主要协议：

通过这些协议，用户可以将 FUXA 集成到不同类型的自动化系统中，灵活实现多设备、多系统的数据采集与交互。

2. 基于 Web 的 SCADA/HMI 编辑器

FUXA 的可视化界面采用完全基于 Web 的设计，用户无需安装额外的软件或工具，只需通过浏览器即可访问和操作其编辑器。以下是 FUXA 编辑器的一些关键功能：

• 拖放式组件
  用户可以通过拖放方式将按钮、图表、曲线等组件添加到可视化界面中，并根据需求自定义其外观和功能。
• 实时数据绑定
  每个可视化组件都可以与实时数据绑定，用户可以直接在界面中观察设备的运行状态和参数变化。
• 灵活的图表与仪表盘
  FUXA 提供多种图表和仪表盘样式，支持实时数据显示、历史数据回放以及自定义告警。

3. 跨平台支持与快速部署

FUXA 的安装和部署非常灵活，用户既可以选择通过源码安装，也可以直接使用 Docker 镜像进行快速部署。以下是两种主要的安装方式：

方式一：源码安装

• 安装 Node.js 和依赖库。
• 克隆 FUXA 的 GitHub 仓库。
• 运行 npm install 和 npm start 启动服务。

方式二：Docker 安装

• 拉取 FUXA 的官方 Docker 镜像： docker pull frangoteam/fuxa:latest docker run -d -p 1881:1881 frangoteam/fuxa:latest
• 通过浏览器访问 http://localhost:1881 即可使用。

4. 实时监控与告警功能

FUXA 支持设备运行状态的实时监控，同时内置灵活的告警机制。当设备运行状态异常时，FUXA 可以通过声音、视觉提示或电子邮件的方式向用户发送告警通知，帮助用户及时发现并解决问题。

以下是 FUXA 博客的后半部分内容，包括图表（架构图和时序图）：

FUXA 的技术架构

FUXA 的整体技术架构基于现代化的 Web 全栈技术，前端采用 Angular，后端使用 Node.js，支持多种工业协议，确保数据传输的稳定性和实时性。

架构图

graph TD
    A[工业设备] -->|Modbus/OPC-UA/MQTT| B[FUXA 数据采集模块]
    B --> C[FUXA 后端服务 Node.js]
    C --> D[FUXA 数据处理模块]
    D --> E[数据库]
    C --> F[FUXA 前端界面 Angular]
    F -->|浏览器访问| G[用户]
    G -->|操作控制| F

    style A fill:#E3F2FD,stroke:#64B5F6,stroke-width:2px
    style B fill:#F3E5F5,stroke:#AB47BC,stroke-width:2px
    style C fill:#E8F5E9,stroke:#66BB6A,stroke-width:2px
    style D fill:#FFF9C4,stroke:#FFEE58,stroke-width:2px
    style E fill:#FFEBEE,stroke:#EF5350,stroke-width:2px
    style F fill:#E0F7FA,stroke:#26C6DA,stroke-width:2px
    style G fill:#E8F5E9,stroke:#7E57C2,stroke-width:2px

架构说明

1. 工业设备层
   支持多种设备连接协议（Modbus RTU/TCP、MQTT 等），采集设备运行数据。
2. 后端服务层
   使用 Node.js 处理数据采集与协议转换，确保实时性与稳定性。
3. 前端展示层
   提供基于 Angular 的 Web 界面，支持用户通过浏览器进行操作、监控和数据可视化。
4. 数据存储层
   支持连接外部数据库（如 MongoDB 或 MySQL），用于存储历史数据、告警信息等。

FUXA 的工作流程

FUXA 的运行包括数据采集、数据处理和实时显示三个核心阶段。以下用时序图展示 FUXA 的工作流程：

时序图

sequenceDiagram
    participant 设备 as 工业设备
    participant 数据采集 as FUXA 数据采集模块
    participant 后端服务 as FUXA 后端服务
    participant 数据库 as 数据库
    participant 用户 as 用户端浏览器

    设备->>数据采集: 提供实时运行数据
    数据采集->>后端服务: 数据协议解析与传输
    后端服务->>数据库: 保存数据
    后端服务->>用户: 通过 Web 界面展示实时数据
    用户->>后端服务: 发出控制命令
    后端服务->>数据采集: 转换命令协议
    数据采集->>设备: 下发控制指令

实际应用案例

案例 1：工厂设备状态监控

制造工厂采用 FUXA 实现全厂设备状态监控，通过 Modbus RTU 协议连接 PLC 和传感器设备，实时展示关键设备的运行状态，并通过告警系统提前预警设备故障。

案例 2：楼宇自动化管理

办公楼引入 FUXA 结合 BACnet IP 协议，实现空调、电梯、照明等设备的集中监控和远程控制，大幅提升了能源利用效率和设备管理便捷性。

FUXA 的特性总结

优势

1. 灵活性与扩展性
   支持多种工业协议，易于与现有系统集成。
2. 开源与透明性
   用户可以自由修改代码，定制化满足特殊需求。
3. 易用性
   基于 Web 的界面使得部署与操作简单易懂。

未来趋势

1. 增强的多协议支持
   增加更多工业协议支持，满足更广泛的场景需求。
2. AI 和大数据集成
   通过集成 AI 分析和大数据技术，提升数据分析与预测能力。
3. 更强的移动端支持
   提供更加友好的移动端体验，满足远程监控需求。

总结

FUXA 是一款功能强大、灵活且易用的现代化 SCADA/HMI 工具。其开源的特性、多协议支持和 Web 界面的设计，使其成为工业自动化和物联网场景中的理想选择。未来，随着更多协议支持与功能扩展的实现，FUXA 有望成为推动智能工业和楼宇自动化的核心技术之一。

如果您对 FUXA 感兴趣，不妨尝试其 GitHub 仓库 或在线演示，体验这款工具的强大功能。