Kako se mostne vage integriraju sa SCADA u lukama i rudarstvu

Na prometnim vratima luke ili otpremnoj točki rudnika, mosna vaga čini više od prikazivanja težine vozila. Postaje dio šireg operativnog sustava koji uključuje identifikaciju vozila, praćenje materijala, kontrolu prometa, izvješćivanje o proizvodnji i praćenje opreme.

 

Mosna vaga se može spojiti na sustav nadzorne kontrole i prikupljanja podataka, poznatiji kao SCADA, putem indikatora vaganja, PLC-a, industrijskog pristupnika ili lokalnog poslužitelja za vaganje. SCADA sustav prima vrijednosti težine i status opreme u stvarnom vremenu, dok namjenski softver za vaganje upravlja transakcijama, kartama, evidencijom vozila i revizijskim tragovima.

 

Najbolji dizajn integracije ovisi o tome što mjesto treba kontrolirati, koji podaci moraju biti razmijenjeni i mora li mosna vaga nastaviti s radom kada je mreža nedostupna.

Što je SCADA integracija mostne vage?

SCADA integracija mosne vage je veza kamionske vage i pripadajuće opreme na-širi pogon ili terminal-sustav nadzora i upravljanja.

Tipična integrirana mosna vaga može SCADA-i pružiti:

Živa težina vozila

Bruto, tara i neto težina

Stabilan{0}}status težine

Status nule i preopterećenja

Prisutnost i položaj vozila

Status barijere

Status semafora-

RFID ili podaci o registarskim tablicama

Vaganje statusa transakcije

Komunikacija i alarmi uređaja

SCADA tada može prikazati te informacije na zaslonu operatera, generirati alarme, pohraniti procesne podatke ili koordinirati mosnu vagu s drugim sustavima.

To ne znači uvijek da SCADA treba zamijeniti softver za vaganje. U većini projekata dva sustava imaju različite odgovornosti.

SCADA nadzire proces i opremu. Softver za vaganje upravlja transakcijom komercijalnog ili operativnog vaganja.

Tipična arhitektura mostne-vage-SCADA

Konvencionalna analogna mosna vaga koristi nekoliko mjernih ćelija instaliranih ispod platforme vage. Njihovi se signali kombiniraju u razvodnoj kutiji i prenose na indikator vaganja. U digitalnoj kamionskoj vagi, mjerne ćelije mogu digitalno komunicirati s indikatorom ili kontrolerom za vaganje.

Indikator pretvara signale mjerne ćelije u korisnu vrijednost težine. Ta se vrijednost zatim može prenijeti na PLC, gateway, industrijsko računalo ili lokalni poslužitelj.

Uobičajeni put podataka je:

Merne ćelije → Razvodna kutija → Indikator vaganja → PLC ili industrijski pristupnik → SCADA

Za potpuniji sustav vaganja bez nadzora, arhitektura također može uključivati:

Lokalno računalo za vaganje

Kamera za prepoznavanje registarskih tablica

RFID čitač

Senzori-pozicije vozila

Pregradna vrata

Semafori

LED zaslon

Uređaj za glasovno navođenje

Nadzorne kamere

Središnja baza podataka ili povjesničar

ERP, MES, TOS ili sustav upravljanja proizvodnjom

Mosna vaga bi normalno trebala zadržati lokalni radni sloj. Ako glavni SCADA poslužitelj ili mreža stranice postanu nedostupni, lokalni sustav može nastaviti bilježiti odobrene transakcije i sinkronizirati pohranjene podatke nakon ponovnog uspostavljanja komunikacije.

Tri uobičajene metode integracije

1. Izravna veza između indikatora i SCADA-e

U osnovnoj primjeni, indikator vaganja šalje trenutnu težinu izravno u PLC ili SCADA sustav.

Ovisno o opremi, veza može koristiti:

RS232

RS485

Ethernet

Modbus RTU

Modbus TCP

Analogni izlaz kao što je 4–20 mA

Digitalni ulazni i izlazni signali

Ova metoda je prikladna kada SCADA treba samo trenutnu težinu i nekoliko statusnih signala.

Relativno je jednostavan, ali možda neće pružiti potpune podatke o transakciji kao što su broj vozila, materijal, klijent, broj karte, operater ili povijest revizije.

 

2. Integracija putem lokalnog softvera za vaganje

U ovom rasporedu, indikator vaganja šalje podatke lokalnom industrijskom računalu koje pokreće namjenski softver za vaganje.

Softver upravlja procesom vaganja i razmjenjuje odabrane informacije sa SCADA ili drugim sustavima upravljanja putem API-ja, sučelja baze podataka ili industrijskog komunikacijskog pristupnika.

Ova metoda je bolja kada web mjesto zahtijeva:

Bruto i tara vaganje

Automatski izračun neto-težine

Evidencija vozila i vozača

Podaci o materijalu i dobavljaču

Tiskanje karata

Dokazi kamere

Korisnička dopuštenja

Odobrenje transakcije

Revizijski tragovi

Povijesni izvještaji

Lokalni softver za vaganje postaje sustav evidencije transakcija, dok SCADA prima informacije potrebne za radni nadzor.

 

3. Hibridna integracija

Velike luke i rudnici često koriste hibridnu arhitekturu.

Težina i status opreme- u stvarnom vremenu šalju se SCADA-i putem PLC-a ili industrijskog pristupnika. Potpuni zapisi o transakcijama odvojeno se razmjenjuju između softvera za vaganje i operacijskog sustava terminala, ERP-a, MES-a ili proizvodne baze podataka.

Ovaj raspored odvaja brze operativne signale od poslovnih zapisa. Također smanjuje rizik od prekida SCADA-e koji zaustavlja sve aktivnosti vaganja.

Komunikacijski protokoli koji se koriste u projektima mosne vage

Odabir protokola trebao bi se temeljiti na postojećem sustavu kontrole, potrebnoj količini podataka, politici kibernetičke sigurnosti i udaljenosti između uređaja.

Modbus RTU i Modbus TCP

Modbus se široko koristi za prijenos vrijednosti težine i statusa opreme između indikatora, PLC-a i SCADA sustava.

Modbus RTU normalno radi preko RS485 serijske veze. Modbus TCP koristi industrijski Ethernet. Oba zahtijevaju dokumentiranu mapu registara tako da integrator sustava zna gdje treba očitati vrijednosti težine, statusne bitove i alarmne kodove.

Na karti registra treba biti navedeno:

Adresa registracije

Vrsta podataka

Redoslijed bajtova

Decimalni položaj

Inženjerska jedinica

Dopuštenje za čitanje ili pisanje

Učestalost ažuriranja

Nevažeće-ponašanje podataka

Ispravno prikazanu vrijednost na indikatoru vaganja SCADA još uvijek može netočno protumačiti ako redoslijed bajtova, predznak, decimalna pozicija ili mjerna jedinica nisu ispravno konfigurirani.

OPC UA

OPC UA često se odabire za industrijske sustave više{0}}proizvođača jer podržava strukturiranu razmjenu podataka, interoperabilnost i sigurnosne kontrole.

Mosna vaga ne treba nužno izvorni OPC UA izlaz. PLC, rubni pristupnik ili lokalni poslužitelj za vaganje može prikupiti informacije o težini i izložiti ih SCADA-i putem OPC UA poslužitelja.

OPC UA je koristan kada projekt treba jasno imenovane podatkovne točke kao što su:

Scale01.LiveWeight

Scale01.WeightStable

Scale01.VehiclePresent

Scale01.BarrierOpen

Scale01.ID transakcije

Scale01.CommunicationAlarm

Smisleni nazivi oznaka čine puštanje u pogon i buduće održavanje lakšim od popisa neobjašnjivih numeričkih registara.

MQTT i API-ji

MQTT ili web API-ji mogu se koristiti kada se podaci o vaganju moraju prenijeti na platforme u oblaku, nadzorne ploče ili poslovne aplikacije.

MQTT koristi model objavljivanja-i-pretplate i koristan je za distribuciju odabranih podataka na više ovlaštenih sustava. REST API-ji obično se koriste za transakcijske upite, razmjenu glavnih-podataka i integraciju-su-sustava.

Ova se sučelja ne bi trebala smatrati zamjenom za pouzdani lokalni kontrolni sloj. Luke i rudnici i dalje moraju biti u stanju nositi se s privremenim kvarovima interneta ili-mreže širokog područja.

Kako funkcionira integrirani ciklus vaganja

Tipični automatski ciklus vaganja može slijediti ove korake:

Senzor detektira kamion koji se približava.

Sustav čita RFID oznaku ili registarsku pločicu vozila.

SCADA ili softver za vaganje provjerava je li vozilo ovlašteno.

Ulazna rampa se otvara i semafor vodi vozača.

Senzori položaja potvrđuju da je cijelo vozilo na mosnoj vagi.

Indikator vaganja šalje signal žive težine i stabilne-težine.

Nakon što je težina stabilna, sustav bilježi odobrenu vrijednost.

Kamere spremaju slike povezane s transakcijom.

Softver za vaganje stvara zapis transakcije.

Izlazna barijera se otvara nakon dovršetka potrebnih provjera.

Nakon drugog vaganja, softver izračunava neto težinu.

Konačni zapis se šalje u SCADA, ERP, MES, TOS ili drugi ovlašteni sustav.

Točan slijed ovisi o mjestu. Luka može identificirati kamion, kontejner i nalog za teret. Mina može zabilježiti kamion, vrstu materijala, točku utovara, odredište i smjenu.

Koje podatke treba razmijeniti?

Uobičajena pogreška integracije je fokusiranje samo na vrijednost težine. Korisna transakcija obično zahtijeva i podatke mjerenja i radni kontekst.

Prije početka programiranja, vlasnik, dobavljač mosne vage, SCADA integrator i dobavljač softvera trebali bi odobriti zajednički popis podataka-točaka.

Integracija lučke mosne vage

Luke moraju brzo premjestiti vozila uz zadržavanje kontrole nad teretom, pristupom i dokumentacijom.

Integrirana priključna vaga može povezati rezultate vaganja sa:

Evidencija sastanaka na vratima

Brojevi kontejnera

Narudžbe tereta

Reference carine ili terminala

Lokacije dvorišta

Autorizacija ulaska i izlaska

Operativni sustavi terminala

Evidencija fakturiranja i logistike

SCADA može pokazati je li mosna vaga dostupna, zauzeta, preopterećena ili izvan mreže. Operateri mogu vidjeti redove i alarme opreme bez posjeta vratima.

Lokalni sustav vaganja može potvrditi identitet vozila, uhvatiti dokaze i dovršiti zapis komercijalnog vaganja. Konačna transakcija se zatim može prenijeti na terminal ili poslovni sustav.

Budući da lučko okruženje može uključivati ​​sol, vlagu i gust promet, planiranje integracije također treba uzeti u obzir zaštitu od korozije, usmjeravanje kabela, zaštitu od prenapona, odvodnju i siguran pristup održavanju.

Integracija rudarske mosne vage

Rudarske operacije koriste mostne vage za praćenje rude, otpadnog kamena, koncentrata, goriva i drugih rasutih materijala koji se kreću između jama, područja obrade, zaliha i točaka otpreme.

Rudarska mosna vaga povezana sa SCADA-om može pomoći u nadzoru kontrolne sobe:

Kretanja materijala po smjeni

Aktivnost kamiona

Dostupnost skale

Događaji preopterećenja

Greške u komunikaciji

Status utovara i otpreme

Podaci o proizvodnji prema izvoru i odredištu

Podaci mosne vage također se mogu usporediti sa zapisima utovarivača, ukupnim iznosima vaga ili procjenama zaliha. Međutim, ovi mjerni sustavi rade drugačije i ne treba očekivati ​​da se automatski podudaraju. Tijekom usklađivanja moraju se uzeti u obzir razlike u vremenskim razdobljima, vlazi, materijalnim gubicima i metodama mjerenja.

Mjesta za rudarenje često imaju velike udaljenosti, prašinu, vibracije, izloženost munjama i nestabilne mrežne uvjete. Industrijska mrežna oprema, zaštićene kabelske rute, zaštita od prenapona i lokalno spremanje podataka u međuspremnik stoga su važni dijelovi dizajna.

SCADA ne zamjenjuje zahtjeve zakonskog mjeriteljstva

Povezivanje mosne vage sa SCADA-om samo po sebi ne čini sustav prikladnim za legalnu-za-upotrebu u trgovini.

Instrument za vaganje, indikator, instalacija i kalibracija i dalje moraju ispunjavati važeće zahtjeve odredišne ​​zemlje i projekta. Tamo gdje trgovinske transakcije ovise o izmjerenoj vrijednosti, odobrena težina treba potjecati od ovlaštene vage i biti zaštićena od neovlaštenih izmjena.

SCADA može prikazati ili pohraniti odobreni rezultat, ali treba izbjegavati neograničeno daljinsko upisivanje u zapisnik o vaganju.

Kalibraciju i testiranje komunikacije također treba tretirati kao zasebne zadatke. Uspješna Modbus ili OPC UA veza potvrđuje prijenos podataka; ne potvrđuje točnost vaganja.

Kibernetička sigurnost i kontrola pristupa

Povezana mosna vaga postaje dio operativne tehnološke mreže gradilišta. Pristup stoga treba biti ograničen na ono što aplikacija zahtijeva.

Preporučene kontrole uključuju:

Razdvajanje mreže mosne vage od javne i uredske mreže

Korištenje vatrozida ili kontroliranih industrijskih pristupnika

Dopuštanje samo potrebnih priključaka i protokola

Primjena korisničkih dopuštenja-na temelju uloga

Korištenje SCADA oznaka samo-samo za čitanje gdje je to moguće

Šifriranje udaljenih veza

Snimanje konfiguracije i promjena transakcija

Održavanje sinkroniziranog sistemskog vremena

Sigurnosno kopiranje lokalnih podataka i konfiguracije

Upravljanje daljinskim pristupom dobavljača

Ažuriranje odobrenih uređaja prema postupku upravljanog održavanja

CISA smjernice za industrijske upravljačke sustave naglašavaju mrežnu zaštitu i kontrolirani pristup operativnim tehnološkim okruženjima. Precizne kontrole trebale bi slijediti politiku kibernetičke sigurnosti vlasnika luke ili rudnika.

Važna pitanja prije integracije

Prije odabira metode komunikacije mostne vage, projektni tim treba potvrditi:

Koji će se indikator ili kontroler za vaganje koristiti?

Koja su komunikacijska sučelja dostupna?

Koja SCADA platforma i verzija su instalirane?

Zahtijeva li SCADA Modbus TCP, OPC UA ili neki drugi protokol?

Koje podatkovne točke su potrebne?

Smije li SCADA slati naredbe sustavu za vaganje?

Koji sustav posjeduje službenu evidenciju transakcija?

Mora li se vaganje nastaviti tijekom prekida mreže?

Koliko dugo treba čuvati lokalne podatke?

Jesu li uključene kamere, RFID, barijere ili semafori?

Je li potrebna integracija s ERP-om, MES-om ili TOS-om?

Koja se pravila kibernetičke sigurnosti i zakonskog mjeriteljstva primjenjuju?

Tko će izvršiti kalibraciju i verifikaciju na terenu?

Koji su kriteriji prihvaćanja FAT i SAT?

Jasni odgovori u ovoj fazi sprječavaju većinu kašnjenja integracije.

Ispitivanje i puštanje u rad

SCADA sučelje mosne vage trebalo bi testirati prije otpreme ako je to praktično i ponovno provjeriti na licu mjesta.

Tvorničko ispitivanje prihvatljivosti može uključivati:

Komunikacijska veza

Registracija ili potvrda oznake

Pozitivne i negativne vrijednosti težine

Decimala i potvrda jedinice

Stabilan-signal težine

Status nule i preopterećenja

Simulacija alarma

Ponašanje-u slučaju gubitka komunikacije

Lokalna pohrana podataka

Ponašanje-oporavka napajanja

Ispitivanje prihvatljivosti na gradilištu trebalo bi potvrditi cijeli proces vozila u stvarnim radnim uvjetima.

Također je važno testirati nenormalne situacije. Na primjer: Što se događa ako vozilo krene prije nego što se težina stabilizira? Što se događa ako je kamera izvan mreže? Može li se transakcija nastaviti ako je SCADA poslužitelj nedostupan? Kako se spriječavaju dvostruki zapisi nakon sinkronizacije?

Ovi testovi često otkrivaju više od normalne demonstracije vaganja.

Planiranje SCADA projekta pouzdane mosne vage

Pouzdana integracija počinje jasnom podjelom odgovornosti.

Dobavljač mosne vage trebao bi definirati dostupne signale, sučelje indikatora i logiku vaganja. SCADA integrator trebao bi definirati potrebne oznake, komunikacijski standard i ponašanje u-kontrolnoj sobi. Vlasnik stranice trebao bi definirati proces transakcije, zahtjeve kibernetičke sigurnosti i kriterije prihvaćanja.

Za preliminarni prijedlog integracije navedite:

Kapacitet mosne vage i veličina platforme

Broj mosnih vaga

Model indikatora i komunikacijski priključak

Marka i verzija SCADA

Potreban komunikacijski protokol

Popis točaka potrebnih podataka-

Proces vaganja vozila

Postojeći dijagram mreže

Potrebni periferni uređaji

Zahtjevi za ERP, MES ili TOS sučelje

Weight Worth isporučuje prilagođene vage za kamione, indikatore vaganja, sustave za vaganje bez nadzora i integraciju-softvera specifične za projekte za luke, rudarske operacije i druga industrijska mjesta.

Ako planirate novu mosnu vagu ili trebate spojiti postojeću vagu na SCADA, pošaljite nam svoj trenutni popis opreme i potrebni protok podataka. Naš tehnički tim može pregledati sučelje i preporučiti odgovarajuću arhitekturu sustava.

Često postavljana pitanja

Može li se postojeća mosna vaga spojiti na SCADA?

U mnogim slučajevima, da. Postojeći indikator najprije se mora provjeriti za dostupne komunikacijske portove i protokole. Ako ne može izravno komunicirati sa SCADA, može se dodati PLC, pretvarač protokola ili industrijski pristupnik.

Zamjenjuje li SCADA softver mosne vage?

Obično ne. SCADA je dizajnirana za nadzor procesa i kontrolu opreme. Namjenski softver za vaganje obrađuje evidenciju vozila, bruto i tara vaganje, izračun neto-težine, karte, slike i revizijske tragove.

Je li OPC UA bolji od Modbus TCP za mosnu vagu?

Nijedan protokol nije uvijek bolji. Modbus TCP je jednostavan i široko podržan za vrijednosti težine i statusne signale. OPC UA pruža strukturiraniji model podataka i dodatne sigurnosne mogućnosti. Ispravan izbor ovisi o postojećoj upravljačkoj arhitekturi.

Što se događa ako SCADA veza ne uspije?

Lokalni sustav vaganja trebao bi idealno nastaviti s radom i lokalno pohranjivati ​​transakcije. Nakon što se veza uspostavi, odobreni zapisi mogu se sinkronizirati prema dogovorenim pravilima.

Može li SCADA kontrolirati barijere i semafore?

Da. Naredbe se mogu slati preko PLC-a, kontrolera za vaganje ili lokalnog automatiziranog sustava. Sigurnosne blokade i postupci ručnog oporavka trebaju biti uključeni u dizajn upravljanja.

Što je potrebno za početak integracijske procjene?

Navedite model indikatora, dostupno sučelje, SCADA platformu, potrebne podatkovne točke, broj mosnih vaga i opis procesa vaganja vozila.

Rješenje za vaganje na jednom mjestu

Kontaktirajte našeg inženjera kako biste dobili prilagođeno rješenje.

Pošaljite upit sada