Kako se vage integriraju sa SCADA-om u lukama i rudarstvu

Na zauzetoj lučkoj kapiji ili tački za otpremu rudnika, vaga čini više od prikazivanja težine vozila. Postaje dio šireg operativnog sistema koji uključuje identifikaciju vozila, praćenje materijala, kontrolu saobraćaja, izvještavanje o proizvodnji i praćenje opreme.

 

Mosna vaga se može povezati sa sistemom za nadzor i prikupljanje podataka, poznatim kao SCADA, preko indikatora vaganja, PLC-a, industrijskog gateway-a ili lokalnog servera za vaganje. SCADA sistem prima vrijednosti težine i status opreme u realnom vremenu, dok namjenski softver za vaganje upravlja transakcijama, kartama, evidencijom vozila i nadzornim tragovima.

 

Najbolji dizajn integracije zavisi od toga šta lokacija treba da kontroliše, koji podaci se moraju razmenjivati ​​i da li vaga mora da nastavi sa radom kada mreža nije dostupna.

Šta je Weighbridge SCADA integracija?

Integracija SCADA vaga je povezivanje kamionske vage i pripadajuće opreme sa sistemom za praćenje i kontrolu -širine ili terminala{1}}.

Tipična integrirana vaga može pružiti SCADA-i:

Živa težina vozila

Bruto, tara i neto težina

Stabilan{0}}status težine

Nula i status preopterećenja

Prisutnost i položaj vozila

Status barijere

Status semafora

RFID ili podaci o registarskim tablicama

Vaganje statusa transakcije

Komunikacija i alarmi uređaja

SCADA zatim može prikazati ove informacije na ekranu operatera, generirati alarme, pohraniti procesne podatke ili koordinirati mosnu vagu sa drugim sistemima.

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

SCADA nadgleda proces i opremu. Softver za vaganje upravlja komercijalnom ili operativnom transakcijom vaganja.

Tipična arhitektura vaga-do-SCADA

Konvencionalna analogna vaga koristi nekoliko mernih ćelija instaliranih ispod platforme vage. Njihovi signali se kombinuju u razvodnoj kutiji i prenose na indikator vaganja. U digitalnoj kamionskoj vagi, merne ćelije mogu digitalno komunicirati sa indikatorom ili kontrolorom za vaganje.

Indikator pretvara signale merne ćelije u korisnu vrijednost težine. Ta vrijednost se zatim može prenijeti na PLC, gateway, industrijski računar ili lokalni server.

Uobičajena putanja podataka je:

Merne ćelije → Razvodna kutija → Indikator vaganja → PLC ili Industrial Gateway → SCADA

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

Lokalni kompjuter za vaganje

Kamera za prepoznavanje registarskih tablica

RFID čitač

Senzori{0}}položaj vozila

Kapije barijera

Semafori

LED displej

Uređaj za glasovno navođenje

Nadzorne kamere

Centralna baza podataka ili istoričar

ERP, MES, TOS ili sistem upravljanja proizvodnjom

Mosna vaga bi normalno trebala zadržati lokalni operativni sloj. Ako glavni SCADA server ili mrežna mreža postanu nedostupni, lokalni sistem može nastaviti sa snimanjem odobrenih transakcija i sinkronizirati pohranjene podatke nakon što se komunikacija vrati.

Tri uobičajene metode integracije

1. Direktna veza između indikatora i SCADA-e

U osnovnoj aplikaciji, indikator vaganja šalje trenutnu težinu direktno u PLC ili SCADA sistem.

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 je SCADA potrebna samo trenutna težina i nekoliko statusnih signala.

Relativno je jednostavan, ali možda neće pružiti potpune informacije o transakciji kao što su broj vozila, materijal, kupac, broj karte, operater ili istorija revizije.

 

2. Integracija putem lokalnog softvera za vaganje

U ovom aranžmanu, indikator vaganja šalje podatke lokalnom industrijskom računaru koji koristi namenski softver za vaganje.

Softver upravlja procesom vaganja i razmjenjuje odabrane informacije sa SCADA-om ili drugim sistemima upravljanja preko API-ja, sučelja baze podataka ili industrijskog komunikacijskog gatewaya.

Ova metoda je bolja kada web lokacija zahtijeva:

Bruto i tara vaganje

Automatski proračun-neto težine

Evidencija vozila i vozača

Informacije o materijalu i dobavljačima

Štampanje ulaznica

Dokaz kamere

Korisničke dozvole

Odobrenje transakcije

Revizijski tragovi

Istorijski izvještaji

Lokalni softver za vaganje postaje sistem evidencije transakcija, dok SCADA prima informacije potrebne za operativni nadzor.

 

3. Hibridna integracija

Velike luke i rudnici često koriste hibridnu arhitekturu.

Težina i status opreme u realnom vremenu- šalju se SCADA-i preko PLC-a ili industrijskog gatewaya. Kompletni zapisi transakcija se razmjenjuju odvojeno između softvera za vaganje i operativnog sistema terminala, ERP-a, MES-a ili proizvodne baze podataka.

Ovaj aranžman 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 Weighbridge

Izbor protokola treba da se zasniva na postojećem sistemu upravljanja, potrebnom obimu podataka, politici sajber bezbednosti 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 sistema.

Modbus RTU normalno radi preko RS485 serijske veze. Modbus TCP koristi industrijski Ethernet. Oba zahtevaju dokumentovanu mapu registra tako da sistemski integrator zna gde da pročita vrednosti težine, statusne bitove i alarmne kodove.

Mapa registra treba da sadrži:

Adresa registracije

Tip podataka

Redoslijed bajtova

Decimalna pozicija

Inženjerska jedinica

Dozvola za čitanje ili pisanje

Učestalost ažuriranja

Nevažeće{0}}ponašanje podataka

Vrijednost koja je ispravno prikazana na indikatoru vaganja i dalje može biti pogrešno protumačena od strane SCADA ako redoslijed bajtova, znak, decimalni položaj ili mjerna jedinica nisu ispravno konfigurirani.

OPC UA

OPC UA se često bira za industrijske sisteme više-proizvođača jer podržava strukturiranu razmjenu podataka, interoperabilnost i sigurnosne kontrole.

Vage ne treba nužno izvorni OPC UA izlaz. PLC, edge gateway ili lokalni server za vaganje mogu prikupiti informacije o težini i izložiti ih SCADA-i preko OPC UA servera.

OPC UA je koristan kada su projektu potrebne jasno imenovane tačke podataka kao što su:

Scale01.LiveWeight

Scale01.WeightStable

Scale01.VehiclePresent

Scale01.BarrierOpen

Scale01.TransactionID

Scale01.CommunicationAlarm

Smisleni nazivi oznaka olakšavaju puštanje u rad i buduće održavanje od liste neobjašnjivih numeričkih registara.

MQTT i API-ji

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

MQTT koristi model objave-i-pretplate i koristan je za distribuciju odabranih podataka na više ovlaštenih sistema. REST API-ji se obično koriste za transakcijske upite, master{3}}razmjenu podataka i sistem{4}}na{5}}integraciju sistema.

Ova sučelja ne treba tretirati kao zamjenu za pouzdani lokalni kontrolni sloj. Luke i rudnici i dalje moraju biti u stanju nositi se s privremenim kvarovima na internetu ili -mrežnim mrežama širom područja.

Kako funkcionira integrirani ciklus vaganja

Tipičan automatski ciklus vaganja može slijediti ove korake:

Senzor detektuje kamion koji se približava.

Sistem čita RFID oznaku ili registarsku tablicu vozila.

SCADA ili softver za vaganje provjerava da li je vozilo ovlašteno.

Ulazna barijera se otvara i semafor vodi vozača.

Senzori položaja potvrđuju da je cijelo vozilo na vagi.

Indikator vaganja šalje signal za živu težinu i stabilnu{0}}težinu.

Kada je težina stabilna, sistem bilježi odobrenu vrijednost.

Kamere čuvaju slike povezane sa transakcijom.

Softver za vaganje kreira transakcijski zapis.

Izlazna barijera se otvara nakon što se obave potrebne provjere.

Nakon drugog vaganja, softver izračunava neto težinu.

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

Tačan redoslijed varira ovisno o lokaciji. Luka može identificirati kamion, kontejner i narudžbu tereta. Rudnik može evidentirati kamion, razred materijala, mjesto utovara, odredište i smjenu.

Koje podatke treba razmjenjivati?

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

Prije početka programiranja, vlasnik, dobavljač vaga, SCADA integrator i dobavljač softvera treba da odobre zajedničku listu{0}}točaka podataka.

Port Weighbridge Integration

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

Integrirana portna vaga može povezati rezultate vaganja sa:

Evidencija termina na ulazu

Brojevi kontejnera

Cargo orders

Reference carine ili terminala

Dvorišne lokacije

Autorizacija ulaska i izlaska

Terminalni operativni sistemi

Naplata i logistička evidencija

SCADA može pokazati da li je vaga dostupna, zauzeta, preopterećena ili van mreže. Operateri mogu vidjeti redove i alarme opreme bez posjete kapiji.

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

Budući da okruženja u luci mogu uključivati ​​sol, vlagu i gust promet, planiranje integracije također treba uzeti u obzir zaštitu od korozije, usmjeravanje kablova, zaštitu od prenapona, drenažu i siguran pristup održavanju.

Integracija rudarskih vaga

Rudarske operacije koriste mostove za praćenje rude, otpadnih stijena, koncentrata, goriva i drugih rasutih materijala koji se kreću između jama, područja obrade, zaliha i otpremnih mjesta.

Rudarska vaga povezana na SCADA može pomoći nadzoru kontrolne sobe:

Kretanja materijala po smjenama

Aktivnost kamiona

Dostupnost skale

Događaji preopterećenja

Greške u komunikaciji

Status utovara i otpreme

Podaci o proizvodnji prema izvoru i destinaciji

Podaci vaga se također mogu uporediti sa zapisima utovarivača, ukupnim vrijednostima vage ili procjenama zaliha. Međutim, ovi mjerni sistemi rade drugačije i ne treba očekivati ​​da se automatski podudaraju. Razlike u vremenskim periodima, vlazi, gubitku materijala i metodama mjerenja moraju se uzeti u obzir prilikom usaglašavanja.

Lokacije za rudarenje često imaju velike udaljenosti, prašinu, vibracije, izloženost munjama i nestabilne mrežne uslove. Industrijska mrežna oprema, zaštićene kablovske trase, zaštita od prenapona i lokalno skladištenje podataka su stoga važni dijelovi dizajna.

SCADA ne zamjenjuje zakonske mjeriteljske zahtjeve

Povezivanje mosne vage sa SCADA-om samo po sebi ne čini sistem pogodnim za legalnu-za-komercijalnu upotrebu.

Vage, indikator, instalacija i kalibracija i dalje moraju ispunjavati važeće zahtjeve zemlje i projekta odredišta. Kada trgovinske transakcije zavise od izmjerene vrijednosti, odobrena težina treba da dolazi od ovlaštene vage i da bude zaštićena od neovlaštenih promjena.

SCADA može prikazati ili pohraniti odobreni rezultat, ali neograničeno daljinsko upisivanje u zapis vaganja treba izbjegavati.

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

Cyber ​​sigurnost i kontrola pristupa

Povezana vaga postaje dio operativne tehnološke mreže lokacije. Pristup bi stoga trebao biti ograničen na ono što aplikacija zahtijeva.

Preporučene kontrole uključuju:

Odvajanje mreže vage od javnih i uredskih mreža

Korištenje zaštitnih zidova ili kontroliranih industrijskih gateway-a

Dozvoljava samo potrebne portove i protokole

Primjena korisničkih dozvola-zasnovanih na ulozi

Korištenje-samo za čitanje SCADA oznaka gdje je to moguće

Šifriranje udaljenih veza

Snimanje konfiguracije i promjena transakcija

Održavanje sinhronizovanog sistemskog vremena

Sigurnosna kopija lokalnih podataka i konfiguracije

Kontroliranje udaljenog pristupa dobavljača

Ažuriranje odobrenih uređaja prema proceduri upravljanog održavanja

CISA smjernice za industrijske kontrolne sisteme naglašavaju zaštitu mreže i kontrolirani pristup za operativna tehnološka okruženja. Precizne kontrole trebale bi slijediti politiku kibernetičke sigurnosti vlasnika luke ili rudnika.

Važna pitanja prije integracije

Prije odabira komunikacijske metode vaga, projektni tim bi trebao potvrditi:

Koji indikator ili kontroler vaganja će se koristiti?

Koji su komunikacioni interfejsi dostupni?

Koja SCADA platforma i verzija su instalirane?

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

Koje tačke podataka su potrebne?

Da li je SCADA dozvoljeno da šalje komande sistemu za vaganje?

Koji sistem posjeduje službenu evidenciju transakcija?

Da li se vaganje mora nastaviti tokom nestanka mreže?

Koliko dugo treba čuvati lokalne podatke?

Jesu li uključene kamere, RFID, barijere ili semafori?

Da li je potrebna integracija sa ERP, MES ili TOS?

Koja se primjenjuju pravila kibernetičke sigurnosti i zakonskog mjeriteljstva?

Ko će vršiti kalibraciju i verifikaciju na terenu?

Koji su kriteriji prihvatanja FAT i SAT?

Jasni odgovori u ovoj fazi sprečavaju većinu kašnjenja integracije.

Ispitivanje i puštanje u rad

SCADA sučelje vaga treba testirati prije otpreme gdje je to praktično i ponovo provjeriti na licu mjesta.

Fabričko testiranje može uključivati:

Komunikaciona veza

Registracija ili provjera oznake

Pozitivne i negativne vrijednosti težine

Decimala i potvrda jedinice

Stabilan{0}}signal težine

Nula i status preopterećenja

Simulacija alarma

Ponašanje{0}}u gubitku komunikacije

Lokalna pohrana podataka

Ponašanje{0}}oporavka napajanja

Testiranje prihvatljivosti na lokaciji treba da potvrdi kompletan proces vozila u stvarnim uslovima rada.

Također je važno testirati abnormalne situacije. Na primjer: Šta se događa ako vozilo krene prije nego što se težina stabilizira? Šta se dešava ako je kamera van mreže? Može li se transakcija nastaviti ako SCADA server nije dostupan? Kako se sprječavaju dupli zapisi nakon sinhronizacije?

Ovi testovi često otkrivaju više od normalne demonstracije vaganja.

Planiranje pouzdanog SCADA projekta s vage

Pouzdana integracija počinje jasnom podjelom odgovornosti.

Dobavljač mosnih vaga treba da definiše dostupne signale, interfejs indikatora i logiku vaganja. SCADA integrator bi trebao definirati potrebne oznake, standard komunikacije i kontrolno{1}}ponašanje sobe. Vlasnik sajta treba da definiše proces transakcije, zahteve za sajber bezbednost i kriterijume prihvatanja.

Za preliminarni prijedlog integracije navedite:

Kapacitet vaga i veličina platforme

Broj vaga

Model indikatora i komunikacijski port

Marka i verzija SCADA

Potreban komunikacijski protokol

Lista potrebnih podataka{0}}poena

Proces vaganja vozila

Postojeći mrežni dijagram

Potrebni periferni uređaji

Zahtevi za ERP, MES ili TOS interfejs

Weight Worth isporučuje prilagođene kamionske vage, indikatore vaganja, sisteme za vaganje bez nadzora i{0}}specifičnu integraciju softvera za luke, rudarske operacije i druge industrijske lokacije.

Ako planirate novu vagu ili trebate povezati postojeću vagu na SCADA, pošaljite nam svoju trenutnu listu opreme i potreban protok podataka. Naš tehnički tim može pregledati interfejs i preporučiti odgovarajuću arhitekturu sistema.

Često postavljana pitanja

Može li se postojeća vaga povezati na SCADA?

U mnogim slučajevima, da. Postojeći indikator se prvo mora provjeriti za dostupne komunikacijske portove i protokole. Ako ne može direktno komunicirati sa SCADA-om, može se dodati PLC, pretvarač protokola ili industrijski gateway.

Da li SCADA zamjenjuje softver za vage?

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

Da li je OPC UA bolji od Modbus TCP za 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 zavisi od postojeće upravljačke arhitekture.

Šta se događa ako SCADA veza ne uspije?

Lokalni sistem za vaganje bi u idealnom slučaju trebao nastaviti s radom i pohranjivati ​​transakcije lokalno. Nakon što se veza uspostavi, odobreni zapisi se mogu sinhronizovati prema dogovorenim pravilima.

Može li SCADA kontrolisati barijere i semafore?

Da. Komande se mogu slati preko PLC-a, kontrolera za vaganje ili lokalnog sistema automatizacije. Sigurnosne blokade i ručne procedure oporavka treba da budu uključene u dizajn upravljanja.

Šta je potrebno za početak procjene integracije?

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

Rješenje za vaganje na jednom mjestu

Molimo kontaktirajte našeg inženjera kako biste dobili prilagođeno rješenje.

Pošaljite upit odmah