Kako se mostne tehtnice integrirajo s SCADA v pristaniščih in rudarstvu

Na prometnih pristaniških vratih ali odpremni točki rudnika mostna tehtnica naredi več kot samo prikaz teže vozila. Postane del širšega operativnega sistema, ki vključuje identifikacijo vozil, sledenje materialu, nadzor prometa, poročanje o proizvodnji in spremljanje opreme.

 

Mostno tehtnico je mogoče povezati s sistemom nadzornega nadzora in zbiranja podatkov, splošno znanim kot SCADA, prek indikatorja tehtanja, PLC-ja, industrijskega prehoda ali lokalnega strežnika za tehtanje. Sistem SCADA prejema vrednosti teže in stanje opreme v realnem času, medtem ko namenska programska oprema za tehtanje upravlja transakcije, vozovnice, evidenco vozil in revizijske sledi.

 

Najboljša zasnova integracije je odvisna od tega, kaj mora spletno mesto nadzorovati, katere podatke je treba izmenjati in ali mora mostna tehtnica še naprej delovati, ko omrežje ni na voljo.

Kaj je integracija SCADA Weighbridge?

Integracija tehtnice SCADA je povezava tovorne tehtnice in pripadajoče opreme s sistemom za spremljanje in nadzor-na celotnem obratu ali terminalu-.

Tipična integrirana mostna tehtnica lahko sistemu SCADA zagotovi:

Živa teža vozila

Bruto, tara in neto teža

Stanje-stabilne teže

Stanje ničelnosti in preobremenitve

Prisotnost in položaj vozila

Stanje zapornih vrat

Stanje-semaforja

RFID ali podatki o registrski tablici

Status tehtanja transakcije

Komunikacija in alarmi naprav

SCADA lahko te informacije nato prikaže na zaslonu operaterja, ustvari alarme, shrani procesne podatke ali koordinira mostno tehtnico z drugimi sistemi.

To ne pomeni vedno, da mora SCADA nadomestiti programsko opremo za tehtanje. Pri večini projektov imata sistema različne odgovornosti.

SCADA nadzoruje proces in opremo. Programska oprema za tehtanje upravlja transakcijo komercialnega ali operativnega tehtanja.

Tipična arhitektura tehtnice-do-SCADA

Običajna analogna mostna tehtnica uporablja več tehtalnih celic, nameščenih pod platformo tehtnice. Njihovi signali so združeni v razdelilni omarici in preneseni na indikator tehtanja. V digitalni tovorni tehtnici lahko tehtalne celice digitalno komunicirajo z indikatorjem ali krmilnikom tehtanja.

Indikator pretvori signale merilne celice v uporabno vrednost teže. To vrednost je nato mogoče prenesti na PLC, prehod, industrijski računalnik ali lokalni strežnik.

Skupna podatkovna pot je:

Tehtalne celice → Razvodna omarica → Indikator tehtanja → PLC ali industrijski prehod → ​​SCADA

Za popolnejši nenadzorovani sistem tehtanja lahko arhitektura vključuje tudi:

Lokalni računalnik za tehtanje

Kamera za prepoznavanje registrskih tablic

čitalec RFID

Senzorji-pozicije vozila

Pregradna vrata

Semaforji

LED zaslon

Naprava za glasovno vodenje

Nadzorne kamere

Centralna zbirka podatkov ali zgodovinar

ERP, MES, TOS ali sistem vodenja proizvodnje

Mostna tehtnica mora običajno ohraniti lokalno delovno plast. Če glavni strežnik SCADA ali omrežje spletnega mesta postane nedosegljivo, lahko lokalni sistem nadaljuje s snemanjem odobrenih transakcij in sinhronizira shranjene podatke, ko je komunikacija ponovno vzpostavljena.

Tri običajne metode integracije

1. Neposredna povezava med indikatorjem in SCADA

V osnovni aplikaciji indikator tehtanja pošlje trenutno težo neposredno v sistem PLC ali SCADA.

Odvisno od opreme lahko povezava uporablja:

RS232

RS485

Ethernet

Modbus RTU

Modbus TCP

Analogni izhod, kot je 4–20 mA

Digitalni vhodni in izhodni signali

Ta metoda je primerna, kadar SCADA potrebuje samo trenutno težo in več statusnih signalov.

Je razmeroma preprost, vendar morda ne zagotavlja popolnih informacij o transakciji, kot so številka vozila, material, stranka, številka vozovnice, operater ali zgodovina revizije.

 

2. Integracija prek lokalne programske opreme za tehtanje

V tej ureditvi indikator tehtanja pošilja podatke lokalnemu industrijskemu računalniku, ki izvaja namensko programsko opremo za tehtanje.

Programska oprema upravlja postopek tehtanja in izmenjuje izbrane informacije s SCADA ali drugimi sistemi upravljanja prek API-ja, vmesnika baze podatkov ali industrijskega komunikacijskega prehoda.

Ta metoda je boljša, če spletno mesto zahteva:

Bruto in tara tehtanje

Samodejni izračun-neto teže

Evidence vozil in voznikov

Informacije o materialu in dobavitelju

Tiskanje vstopnic

Dokazi kamere

Uporabniška dovoljenja

Odobritev transakcije

Revizijske sledi

Zgodovinska poročila

Lokalna programska oprema za tehtanje postane transakcijski sistem evidence, medtem ko SCADA prejema informacije, potrebne za operativni nadzor.

 

3. Hibridna integracija

Velika pristanišča in rudniki pogosto uporabljajo hibridno arhitekturo.

Teža-v realnem času in status opreme se pošiljata v SCADA prek PLC-ja ali industrijskega prehoda. Celotni zapisi o transakcijah se izmenjujejo ločeno med programsko opremo za tehtanje in terminalskim operacijskim sistemom, ERP, MES ali proizvodno bazo podatkov.

Ta ureditev ločuje hitre operativne signale od poslovnih evidenc. Prav tako zmanjša tveganje, da bi prekinitev SCADA ustavila vse dejavnosti tehtanja.

Komunikacijski protokoli, uporabljeni v projektih mostne tehtnice

Izbira protokola mora temeljiti na obstoječem nadzornem sistemu, zahtevani količini podatkov, politiki kibernetske varnosti in razdalji med napravami.

Modbus RTU in Modbus TCP

Modbus se pogosto uporablja za prenos vrednosti teže in stanja opreme med indikatorji, PLC-ji in sistemi SCADA.

Modbus RTU običajno deluje prek serijske povezave RS485. Modbus TCP uporablja industrijski Ethernet. Oba zahtevata dokumentiran zemljevid registra, tako da sistemski integrator ve, kje prebrati vrednosti teže, statusne bite in alarmne kode.

Na zemljevidu registra mora biti navedeno:

Registrski naslov

Tip podatkov

Vrstni red bajtov

Decimalni položaj

Inženirska enota

Dovoljenje za branje ali pisanje

Pogostost posodabljanja

Neveljavno-vedenje podatkov

SCADA lahko pravilno prikazano vrednost na indikatorju tehtanja še vedno nepravilno interpretira, če vrstni red bajtov, znak, decimalni položaj ali merska enota niso pravilno konfigurirani.

OPC UA

OPC UA je pogosto izbran za industrijske sisteme več{0}}prodajalcev, ker podpira strukturirano izmenjavo podatkov, interoperabilnost in varnostne kontrole.

Mostna tehtnica ne potrebuje nujno izvornega izhoda OPC UA. PLC, robni prehod ali lokalni strežnik za tehtanje lahko zbere podatke o teži in jih izpostavi SCADA prek strežnika OPC UA.

OPC UA je uporaben, ko projekt potrebuje jasno imenovane podatkovne točke, kot so:

Scale01.LiveWeight

Scale01.WeightStable

Scale01.VehiclePresent

Scale01.BarrierOpen

Scale01.TransactionID

Scale01.CommunicationAlarm

Pomenljiva imena oznak olajšajo zagon in prihodnje vzdrževanje kot seznam nepojasnjenih numeričnih registrov.

MQTT in API-ji

MQTT ali spletni API-ji se lahko uporabljajo, ko je treba podatke o tehtanju prenesti na platforme v oblaku, nadzorne plošče ali poslovne aplikacije.

MQTT uporablja model objave-in-naročnine in je uporaben za distribucijo izbranih podatkov v več pooblaščenih sistemov. API-ji REST se običajno uporabljajo za transakcijske poizvedbe, izmenjavo glavnih-podatkov in integracijo-med-sistemi.

Teh vmesnikov ne bi smeli obravnavati kot nadomestke za zanesljivo lokalno kontrolno plast. Pristanišča in rudniki morajo biti še vedno sposobni obravnavati začasne izpade interneta ali široko{1}}omrežja.

Kako deluje integrirani cikel tehtanja

Običajni cikel samodejnega tehtanja lahko sledi tem korakom:

Senzor zazna bližajoči se tovornjak.

Sistem prebere oznako RFID vozila ali registrsko tablico.

SCADA ali programska oprema za tehtanje preveri, ali je vozilo dovoljeno.

Vstopna zapora se odpre in semafor vodi voznika.

Senzorji položaja potrdijo, da je celotno vozilo na mostni tehtnici.

Indikator tehtanja pošilja signal žive teže in stabilne-teže.

Ko je teža stabilna, sistem zajame odobreno vrednost.

Kamere shranijo slike, povezane s transakcijo.

Programska oprema za tehtanje ustvari zapis transakcije.

Izhodna pregrada se odpre, ko so opravljena zahtevana preverjanja.

Po drugem tehtanju programska oprema izračuna neto težo.

Končni zapis se pošlje v SCADA, ERP, MES, TOS ali drug pooblaščen sistem.

Natančno zaporedje se razlikuje glede na lokacijo. Pristanišče lahko identificira tovornjak, zabojnik in naročilo tovora. Mina lahko zabeleži tovornjak, razred materiala, točko nakladanja, cilj in premik.

Katere podatke je treba izmenjati?

Pogosta napaka pri integraciji je osredotočanje le na vrednost teže. Uporabna transakcija običajno zahteva podatke o meritvah in operativni kontekst.

Preden se začne programiranje, morajo lastnik, dobavitelj mostne tehtnice, integrator SCADA in ponudnik programske opreme odobriti skupni seznam podatkov-točk.

Integracija pristaniške mostne tehtnice

Pristanišča morajo vozila premikati hitro, hkrati pa ohraniti nadzor nad tovorom, dostopom in dokumentacijo.

Integrirana priključna tehtnica lahko poveže rezultate tehtanja z:

Evidence sestankov na vratih

Številke kontejnerjev

Naročila tovora

Carinske ali terminalske reference

Dvoriščne lokacije

Dovoljenje za vstop in izstop

Terminalski operacijski sistemi

Obračunske in logistične evidence

SCADA lahko pokaže, ali je mostna tehtnica na voljo, zasedena, preobremenjena ali brez povezave. Operaterji lahko vidijo čakalne vrste in alarme opreme, ne da bi obiskali vrata.

Lokalni sistem tehtanja lahko potrdi identiteto vozila, zajame dokaze in izpolni komercialni zapis tehtanja. Končno transakcijo lahko nato prenesete na terminal ali poslovni sistem.

Ker lahko pristaniška okolja vključujejo sol, vlago in gost promet, bi moralo načrtovanje integracije upoštevati tudi zaščito pred korozijo, napeljavo kablov, zaščito pred prenapetostjo, drenažo in varen vzdrževalni dostop.

Integracija rudarske mostne tehtnice

Rudarska dela uporabljajo mostne tehtnice za sledenje rude, odpadne kamnine, koncentrata, goriva in drugih razsutih materialov, ki se premikajo med jamami, območji predelave, zalogami in točkami odpreme.

Rudarska tehtnica, povezana s SCADA, lahko nadzorni sobi pomaga nadzorovati:

Premiki materiala po izmeni

Dejavnost tovornjaka

Razpoložljivost lestvice

Preobremenitveni dogodki

Komunikacijske napake

Status nakladanja in odpreme

Podatki o proizvodnji po izvoru in namembnem kraju

Podatke mostne tehtnice je mogoče primerjati tudi z zapisi nakladalca, skupnimi vrednostmi pasovne tehtnice ali ocenami zalog. Vendar pa ti merilni sistemi delujejo drugače in ni pričakovati, da se bodo samodejno ujemali. Pri usklajevanju je treba upoštevati razlike v časovnih obdobjih, vlagi, izgubi materiala in merilnih metodah.

Rudarska mesta imajo pogosto velike razdalje, prah, vibracije, izpostavljenost streli in nestabilne omrežne razmere. Industrijska omrežna oprema, zaščitene kabelske poti, prenapetostna zaščita in lokalno medpomnilnik podatkov so zato pomembni deli zasnove.

SCADA ne nadomešča zahtev zakonskega meroslovja

Povezava mostne tehtnice s SCADA sama po sebi še ne pomeni, da je sistem primeren za zakonito-za-trgovinsko uporabo.

Tehtnica, indikator, namestitev in kalibracija morajo še vedno izpolnjevati veljavne zahteve ciljne države in projekta. Če so trgovinske transakcije odvisne od izmerjene vrednosti, mora odobrena teža izhajati iz pooblaščene tehtnice in mora biti zaščitena pred nepooblaščenimi spremembami.

SCADA lahko prikaže ali shrani odobreni rezultat, vendar se je treba izogibati neomejenemu oddaljenemu pisanju v zapis tehtanja.

Tudi kalibracijo in komunikacijsko testiranje je treba obravnavati kot ločeni nalogi. Uspešna povezava Modbus ali OPC UA potrdi prenos podatkov; ne potrjuje točnosti tehtanja.

Kibernetska varnost in nadzor dostopa

Povezana mostna tehtnica postane del operativne tehnološke mreže lokacije. Dostop mora biti zato omejen na tisto, kar zahteva aplikacija.

Priporočene kontrole vključujejo:

Ločitev omrežja mostnih tehtnic od javnega in pisarniškega omrežja

Uporaba požarnih zidov ali nadzorovanih industrijskih prehodov

Omogočanje samo zahtevanih vrat in protokolov

Uporaba uporabniških dovoljenj-na podlagi vlog

Uporaba oznak SCADA samo za branje, kjer je to mogoče

Šifriranje oddaljenih povezav

Snemanje konfiguracije in sprememb transakcije

Ohranjanje sinhroniziranega sistemskega časa

Varnostno kopiranje lokalnih podatkov in konfiguracije

Nadzor oddaljenega dostopa prodajalca

Posodabljanje odobrenih naprav po upravljanem vzdrževalnem postopku

Smernice CISA za industrijske nadzorne sisteme poudarjajo zaščito omrežja in nadzorovan dostop za operativna tehnološka okolja. Natančen nadzor mora slediti politiki kibernetske varnosti lastnika pristanišča ali rudnika.

Pomembna vprašanja pred integracijo

Pred izbiro metode komunikacije mostne tehtnice mora projektna skupina potrditi:

Kateri indikator ali krmilnik tehtanja bo uporabljen?

Kateri komunikacijski vmesniki so na voljo?

Katera platforma in različica SCADA sta nameščeni?

Ali SCADA zahteva Modbus TCP, OPC UA ali drug protokol?

Katere podatkovne točke so potrebne?

Ali SCADA dovoljuje pošiljanje ukazov sistemu za tehtanje?

Kateri sistem ima uradno evidenco transakcij?

Ali se mora tehtanje med izpadom omrežja nadaljevati?

Kako dolgo je treba hraniti lokalne podatke?

Ali so vključene kamere, RFID, ovire ali semaforji?

Ali je potrebna integracija z ERP, MES ali TOS?

Katera pravila kibernetske varnosti in zakonskega meroslovja veljajo?

Kdo bo izvajal kalibracijo in verifikacijo na terenu?

Kakšna so merila za sprejem FAT in SAT?

Jasni odgovori na tej stopnji preprečijo večino zamud pri integraciji.

Testiranje in zagon

Vmesnik mostne tehtnice SCADA je treba pred odpremo preizkusiti, če je to izvedljivo, in ponovno preveriti na kraju samem.

Tovarniški sprejemni preizkus lahko vključuje:

Komunikacijska povezava

Registracija ali preverjanje oznake

Pozitivne in negativne vrednosti teže

Decimalna in enotna potrditev

Stabilen-signal teže

Stanje ničelnosti in preobremenitve

Simulacija alarma

Vedenje ob-izgubi komunikacije

Lokalno shranjevanje podatkov

Vedenje-obnovitve napajanja

Sprejemno testiranje na mestu mora potrditi celoten postopek vozila v dejanskih delovnih pogojih.

Pomembno je tudi testirati nenormalne situacije. Na primer: Kaj se zgodi, če vozilo odpelje, preden se teža stabilizira? Kaj se zgodi, če je kamera brez povezave? Ali se lahko transakcija nadaljuje, če strežnik SCADA ni na voljo? Kako se po sinhronizaciji preprečijo podvojeni zapisi?

Ti testi pogosto razkrijejo več kot običajna predstavitev tehtanja.

Načrtovanje projekta SCADA za zanesljivo mostno tehtnico

Zanesljiva integracija se začne z jasno delitvijo odgovornosti.

Dobavitelj mostne tehtnice mora opredeliti razpoložljive signale, indikatorski vmesnik in logiko tehtanja. Integrator SCADA mora definirati zahtevane oznake, komunikacijski standard in vedenje nadzorne{1}}sobe. Lastnik spletnega mesta mora opredeliti postopek transakcije, zahteve glede kibernetske varnosti in merila sprejemljivosti.

Za predhodni predlog integracije navedite:

Zmogljivost mostne tehtnice in velikost platforme

Število mostnih tehtnic

Model indikatorja in komunikacijska vrata

Znamka in različica SCADA

Potreben komunikacijski protokol

Seznam obveznih podatkov-točk

Postopek tehtanja vozila

Obstoječi omrežni diagram

Zahtevane periferne naprave

Zahteve za vmesnik ERP, MES ali TOS

Weight Worth dobavlja prilagojene tehtnice za tovornjake, indikatorje tehtanja, nenadzorovane sisteme za tehtanje in projekt{0}}specifično integracijo programske opreme za pristanišča, rudarske dejavnosti in druga industrijska mesta.

Če načrtujete novo mostno tehtnico ali morate povezati obstoječo tehtnico s SCADA, nam pošljite trenutni seznam opreme in potreben pretok podatkov. Naša tehnična ekipa lahko pregleda vmesnik in priporoči primerno sistemsko arhitekturo.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali je mogoče obstoječo mostno tehtnico povezati s SCADA?

V mnogih primerih ja. Obstoječi indikator je treba najprej preveriti glede razpoložljivih komunikacijskih vrat in protokolov. Če ne more neposredno komunicirati s SCADA, se lahko doda PLC, pretvornik protokolov ali industrijski prehod.

Ali SCADA nadomešča programsko opremo mostne tehtnice?

Ponavadi ne. SCADA je zasnovana za spremljanje procesov in nadzor opreme. Namenska programska oprema za tehtanje obravnava evidenco vozil, bruto in tara tehtanje, izračun neto-teže, vozovnice, slike in revizijske sledi.

Je OPC UA boljši od Modbus TCP za mostno tehtnico?

Noben protokol ni vedno boljši. Modbus TCP je preprost in široko podprt za vrednosti teže in statusne signale. OPC UA zagotavlja bolj strukturiran podatkovni model in dodatne varnostne zmogljivosti. Pravilna izbira je odvisna od obstoječe krmilne arhitekture.

Kaj se zgodi, če povezava SCADA ne uspe?

Lokalni sistem tehtanja bi moral v idealnem primeru še naprej delovati in lokalno shranjevati transakcije. Ko je povezava vzpostavljena, je mogoče odobrene zapise sinhronizirati v skladu z dogovorjenimi pravili.

Ali lahko SCADA nadzoruje ovire in semaforje?

ja Ukaze je mogoče poslati prek PLC-ja, krmilnika tehtanja ali lokalnega avtomatskega sistema. Varnostne zapore in postopke za ročno obnovitev je treba vključiti v načrt krmiljenja.

Kaj je potrebno za začetek ocenjevanja integracije?

Navedite model indikatorja, razpoložljiv vmesnik, platformo SCADA, zahtevane podatkovne točke, število mostnih tehtnic in opis postopka tehtanja vozila.

Rešitev za tehtanje na enem mestu

Za rešitev po meri se obrnite na našega inženirja.

Pošljite povpraševanje zdaj