Как мостовите везни се интегрират със SCADA в пристанищата и минното дело

В натоварен порт на пристанището или пункт за изпращане на мина, кантар прави повече от показване на теглото на превозното средство. Той става част от по-широка оперативна система, включваща идентификация на превозни средства, проследяване на материали, контрол на трафика, отчитане на производството и наблюдение на оборудването.

 

Мостовата везна може да бъде свързана към система за надзорен контрол и събиране на данни, известна като SCADA, чрез индикатор за претегляне, PLC, индустриален шлюз или локален сървър за претегляне. Системата SCADA получава стойности на теглото и състоянието на оборудването в реално време, докато специален софтуер за претегляне управлява транзакции, билети, записи на превозни средства и одитни следи.

 

Най-добрият интеграционен дизайн зависи от това какво трябва да контролира сайтът, кои данни трябва да се обменят и дали везната трябва да продължи да работи, когато мрежата е недостъпна.

Какво е SCADA интеграция на Weighbridge?

Интегрирането на SCADA на Weighbridge е свързването на кантар за камиони и свързаното с него оборудване към система за мониторинг и контрол-за целия завод или терминал-.

Типичен интегриран кантар може да осигури на SCADA:

Живо тегло на превозното средство

Бруто, тара и нето тегло

Стабилно{0}}тегло състояние

Състояние на нула и претоварване

Наличие и позиция на автомобила

Състояние на бариерата

Състояние-на светофара

RFID или данни за регистрационен номер

Статус на претегляне на транзакцията

Аларми за комуникация и устройства

След това SCADA може да покаже тази информация на екрана на оператора, да генерира аларми, да съхранява данни за процеса или да координира везната с други системи.

Това не винаги означава, че SCADA трябва да замени софтуера за претегляне. В повечето проекти двете системи имат различни отговорности.

SCADA контролира процеса и оборудването. Софтуерът за претегляне управлява транзакцията с търговско или оперативно претегляне.

Типична архитектура-канал-към-SCADA

Конвенционалната аналогова мостова везна използва няколко товарни клетки, инсталирани под платформата на везната. Техните сигнали се комбинират в съединителна кутия и се предават към индикатор за тегло. В дигиталната везна за камиони товарните клетки могат да комуникират цифрово с индикатора или контролера за претегляне.

Индикаторът преобразува сигналите от датчика за натоварване в използваема стойност на теглото. След това тази стойност може да бъде прехвърлена към PLC, шлюз, индустриален компютър или локален сървър.

Общ път на данни е:

Натоварващи клетки → Съединителна кутия → Индикатор за тегло → PLC или индустриален портал → SCADA

За по-пълна необслужвана система за претегляне, архитектурата може също да включва:

Локален компютър за претегляне

Камера за разпознаване на регистрационни номера

RFID четец

Сензори-за положение на превозно средство

Бариерни порти

Светофари

LED дисплей

Устройство за гласово насочване

Камери за наблюдение

Централна база данни или историк

ERP, MES, TOS или система за управление на производството

Мостовата везна обикновено трябва да поддържа локален оперативен слой. Ако основният SCADA сървър или мрежата на сайта стане недостъпна, локалната система може да продължи да записва одобрени транзакции и да синхронизира съхранените данни след възстановяване на комуникацията.

Три често срещани метода за интегриране

1. Директна връзка между индикатора и SCADA

В основно приложение индикаторът за претегляне изпраща текущото тегло директно към PLC или SCADA система.

В зависимост от оборудването връзката може да използва:

RS232

RS485

Ethernet

Modbus RTU

Modbus TCP

Аналогов изход като 4–20 mA

Цифрови входни и изходни сигнали

Този метод е подходящ, когато SCADA се нуждае само от текущото тегло и няколко сигнала за състояние.

Той е сравнително прост, но може да не предостави пълна информация за транзакцията, като номер на превозно средство, материал, клиент, номер на билет, оператор или история на одита.

 

2. Интегриране чрез локален софтуер за претегляне

При тази подредба индикаторът за претегляне изпраща данни към локален индустриален компютър, работещ със специален софтуер за претегляне.

Софтуерът управлява процеса на претегляне и обменя избрана информация със SCADA или други системи за управление чрез API, интерфейс на база данни или индустриален комуникационен портал.

Този метод е по-добър, когато сайтът изисква:

Претегляне бруто и тара

Автоматично изчисляване-нетно тегло

Досиета на превозни средства и водачи

Информация за материали и доставчик

Печат на билети

Доказателство от камерата

Потребителски права

Одобрение на сделката

Одитни пътеки

Исторически доклади

Локалният софтуер за претегляне се превръща в система за запис на транзакциите, докато SCADA получава информацията, необходима за оперативен мониторинг.

 

3. Хибридна интеграция

Големите пристанища и мини често използват хибридна архитектура.

Теглото-в реално време и състоянието на оборудването се изпращат до SCADA чрез PLC или индустриален шлюз. Пълните записи на транзакции се обменят отделно между софтуера за претегляне и терминална операционна система, ERP, MES или производствена база данни.

Тази подредба разделя бързите оперативни сигнали от бизнес записите. Освен това намалява риска от прекъсване на SCADA, което спира всички дейности по претегляне.

Комуникационни протоколи, използвани в проекти за кантари

Изборът на протокол трябва да се основава на съществуващата система за контрол, необходимия обем данни, политиката за киберсигурност и разстоянието между устройствата.

Modbus RTU и Modbus TCP

Modbus се използва широко за прехвърляне на стойности на теглото и състояние на оборудването между индикатори, PLC и SCADA системи.

Modbus RTU обикновено работи през RS485 серийна връзка. Modbus TCP използва индустриален Ethernet. И двете изискват документирана карта на регистъра, така че системният интегратор да знае къде да прочете стойностите на теглото, битовете на състоянието и алармените кодове.

Картата на регистъра трябва да съдържа:

Адрес на регистрация

Тип данни

Ред на байтовете

Десетична позиция

Инженерно звено

Разрешение за четене или писане

Честота на актуализиране

Невалидно-поведение на данните

Стойност, показана правилно на индикатора за претегляне, все още може да бъде интерпретирана неправилно от SCADA, ако редът на байтовете, знакът, десетичната позиция или мерната единица не са конфигурирани правилно.

OPC UA

OPC UA често се избира за промишлени системи от -доставчици, защото поддържа структуриран обмен на данни, оперативна съвместимост и контрол на сигурността.

Кантарът не се нуждае непременно от собствен OPC UA изход. PLC, периферен шлюз или локален сървър за претегляне може да събере информацията за теглото и да я изложи на SCADA чрез OPC UA сървър.

OPC UA е полезен, когато проектът се нуждае от ясно наименувани точки от данни като:

Scale01.LiveWeight

Scale01.WeightStable

Scale01.VehiclePresent

Scale01.BarrierOpen

Scale01.TransactionID

Scale01.CommunicationAlarm

Смислените имена на тагове правят пускането в експлоатация и бъдещата поддръжка по-лесни от списък с необясними цифрови регистри.

MQTT и API

MQTT или уеб API могат да се използват, когато информацията за претегляне трябва да се прехвърли към облачни платформи, табла за управление или корпоративни приложения.

MQTT използва модел за публикуване{0}}и-абониране и е полезен за разпространение на избрани данни до множество оторизирани системи. API на REST обикновено се използват за заявки за транзакции, обмен на главни-данни и интеграция от система-към-система.

Тези интерфейси не трябва да се третират като заместители на надежден локален контролен слой. Портовете и мините все още трябва да могат да се справят с временни повреди в интернет или-широка мрежа.

Как работи един интегриран цикъл на претегляне

Типичен автоматичен цикъл на претегляне може да следва следните стъпки:

Сензор засича приближаващ камион.

Системата чете RFID етикета или регистрационния номер на автомобила.

SCADA или софтуерът за претегляне проверява дали превозното средство е разрешено.

Входната бариера се отваря и светофарът насочва водача.

Сензорите за позиция потвърждават, че цялото превозно средство е на везната.

Индикаторът за претегляне изпраща живо тегло и сигнал за стабилно-тегло.

След като теглото се стабилизира, системата улавя одобрената стойност.

Камерите запазват изображения, свързани с транзакцията.

Софтуерът за претегляне създава запис на транзакция.

Изходната бариера се отваря след приключване на необходимите проверки.

След второто претегляне софтуерът изчислява нетното тегло.

Крайният запис се изпраща до SCADA, ERP, MES, TOS или друга оторизирана система.

Точната последователност варира според сайта. Пристанището може да идентифицира камиона, контейнера и поръчката за товар. Една мина може да записва камиона, класа на материала, точката на товарене, дестинацията и смяната.

Какви данни трябва да се обменят?

Често срещана грешка при интегриране е фокусирането само върху стойността на теглото. Една полезна транзакция обикновено изисква както данни от измерване, така и оперативен контекст.

Преди да започне програмирането, собственикът, доставчикът на мостови везни, интеграторът на SCADA и доставчикът на софтуер трябва да одобрят общ списък с-точкови данни.

Интегриране на мостови везни

Пристанищата трябва да придвижват превозните средства бързо, като същевременно поддържат контрол върху товара, достъпа и документацията.

Интегриран портов кантар може да свързва резултатите от претеглянето с:

Записи за срещи на вратата

Номера на контейнери

Карго поръчки

Митнически или терминални справки

Дворни места

Разрешение за влизане и излизане

Терминални операционни системи

Записи за фактуриране и логистика

SCADA може да покаже дали мостовият кантар е наличен, зает, претоварен или офлайн. Операторите могат да видят опашките и алармите на оборудването, без да посещават портала.

Местната система за претегляне може да потвърди идентичността на превозното средство, да улови доказателства и да завърши търговския запис на претеглянето. След това окончателната транзакция може да бъде прехвърлена към терминала или бизнес системата.

Тъй като пристанищната среда може да включва сол, влага и тежък трафик, планирането на интеграцията трябва да вземе предвид и защитата от корозия, маршрутизирането на кабелите, защитата от пренапрежение, дренажа и безопасния достъп за поддръжка.

Интегриране на мостови везни за минно дело

Минните операции използват везни за проследяване на руда, отпадъчна скала, концентрат, гориво и други насипни материали, движещи се между ями, зони за обработка, складове и пунктове за изпращане.

Минна везна, свързана към SCADA, може да помогне на контролната зала да наблюдава:

Движения на материали по смени

Камионна дейност

Наличност на мащаб

Събития за претоварване

Грешки в комуникацията

Състояние на товарене и изпращане

Производствени данни по източник и дестинация

Данните от мостовата везна могат също да бъдат сравнени със записите на товарача, общите данни за лентовата везна или оценките за запасите. Тези системи за измерване обаче работят по различен начин и не трябва да се очаква да съвпадат автоматично. Разликите във времевите периоди, влагата, загубата на материал и методите на измерване трябва да бъдат взети предвид по време на съгласуването.

Местата за копаене често имат големи разстояния, прах, вибрации, излагане на светкавици и нестабилни мрежови условия. Следователно промишленото мрежово оборудване, защитените кабелни трасета, защитата от пренапрежение и локалното буфериране на данни са важни части от дизайна.

SCADA не замества законовите метрологични изисквания

Свързването на мостова везна към SCADA само по себе си не прави системата подходяща за законна-за-търговска употреба.

Теглилният уред, индикаторът, инсталацията и калибрирането трябва все още да отговарят на приложимите изисквания на страната на местоназначение и проекта. Когато търговските транзакции зависят от измерената стойност, одобреното тегло трябва да идва от одобрения теглилен уред и да бъде защитено срещу неоторизирана промяна.

SCADA може да показва или съхранява одобрения резултат, но трябва да се избягва неограничено дистанционно записване в записа на претеглянето.

Калибрирането и тестването на комуникацията също трябва да се третират като отделни задачи. Успешна Modbus или OPC UA връзка потвърждава трансфера на данни; не потвърждава точността на претеглянето.

Киберсигурност и контрол на достъпа

Свързан кантар става част от оперативната технологична мрежа на обекта. Следователно достъпът трябва да бъде ограничен до това, което приложението изисква.

Препоръчителните контроли включват:

Разделяне на кантарната мрежа от обществени и офис мрежи

Използване на защитни стени или контролирани индустриални портали

Разрешаване само на необходимите портове и протоколи

Прилагане на-базирани на роли потребителски разрешения

Използване на SCADA тагове-само за четене, където е възможно

Криптиране на отдалечени връзки

Записване на промени в конфигурацията и транзакциите

Поддържане на синхронизирано системно време

Архивиране на локални данни и конфигурация

Контролиране на отдалечения достъп на доставчика

Актуализиране на одобрени устройства съгласно процедура за управлявана поддръжка

Ръководството на CISA за промишлени системи за контрол набляга на мрежовата защита и контролирания достъп за оперативни технологични среди. Прецизният контрол трябва да следва политиката за киберсигурност на собственика на пристанището или мината.

Важни въпроси преди интегриране

Преди да избере метода за комуникация на кантара, екипът на проекта трябва да потвърди:

Какъв индикатор или теглилен контролер ще се използва?

Кои комуникационни интерфейси са налични?

Коя SCADA платформа и версия са инсталирани?

SCADA изисква ли Modbus TCP, OPC UA или друг протокол?

Кои точки от данни са необходими?

Разрешено ли е на SCADA да изпраща команди към системата за претегляне?

Коя система притежава официалния запис на транзакциите?

Трябва ли претеглянето да продължи по време на прекъсване на мрежата?

Колко дълго трябва да се съхраняват локалните данни?

Включени ли са камери, RFID, бариери или светофари?

Необходима ли е интеграция с ERP, MES или TOS?

Какви правила за киберсигурност и законова метрология се прилагат?

Кой ще извърши полево калибриране и проверка?

Какви са критериите за приемане на FAT и SAT?

Ясните отговори на този етап предотвратяват повечето забавяния на интеграцията.

Тестване и въвеждане в експлоатация

SCADA интерфейсът на везните трябва да бъде тестван преди изпращане, когато е възможно, и отново проверен на място.

Фабричните тестове за приемане могат да включват:

Комуникационна връзка

Регистрация или проверка на етикет

Положителни и отрицателни стойности на теглото

Потвърждение на десетични и единици

Стабилен{0}}сигнал за тегло

Състояние на нула и претоварване

Симулация на аларма

Поведение-при загуба на комуникация

Локално съхранение на данни

Поведение при-възстановяване на мощността

Тестовете за приемане на място трябва да потвърдят целия процес на превозното средство при действителни работни условия.

Също така е важно да се тестват необичайни ситуации. Например: Какво се случва, ако превозното средство тръгне преди теглото да се стабилизира? Какво се случва, ако камерата е офлайн? Може ли транзакцията да продължи, ако SCADA сървърът е недостъпен? Как се предотвратяват дублиращите се записи след синхронизиране?

Тези тестове често разкриват повече от нормална демонстрация на тегло.

Планиране на надежден SCADA проект за кантар

Надеждната интеграция започва с ясно разделение на отговорностите.

Доставчикът на мостови везни трябва да дефинира наличните сигнали, индикаторния интерфейс и логиката на претеглянето. Интеграторът на SCADA трябва да дефинира необходимите тагове, комуникационен стандарт и поведение на-контролната стая. Собственикът на сайта трябва да определи процеса на транзакция, изискванията за киберсигурност и критериите за приемане.

За предварително предложение за интеграция предоставете:

Капацитет на кантара и размер на платформата

Брой везни

Модел на индикатора и комуникационен порт

SCADA марка и версия

Необходим комуникационен протокол

Задължителни данни-списък с точки

Процес на претегляне на превозното средство

Диаграма на съществуваща мрежа

Необходими периферни устройства

Изисквания за ERP, MES или TOS интерфейс

Weight Worth доставя персонализирани везни за камиони, индикатори за претегляне, системи за претегляне без надзор и интеграция на-специфичен софтуер за пристанища, минни дейности и други промишлени обекти.

Ако планирате нов мостов кантар или трябва да свържете съществуваща везна към SCADA, изпратете ни текущия си списък с оборудване и необходимия поток от данни. Нашият технически екип може да прегледа интерфейса и да препоръча подходяща системна архитектура.

Често задавани въпроси

Може ли съществуващ мостов кантар да бъде свързан към SCADA?

В много случаи да. Съществуващият индикатор трябва първо да бъде проверен за налични комуникационни портове и протоколи. Ако не може да комуникира директно със SCADA, може да се добави PLC, конвертор на протоколи или индустриален шлюз.

SCADA замества ли софтуера за кантар?

Обикновено не. SCADA е предназначена за мониторинг на процеси и контрол на оборудването. Специализиран софтуер за претегляне обработва записи на превозни средства, брутно тегло и тегло на тарата, изчисляване на нетно-тегло, билети, изображения и одитни пътеки.

OPC UA по-добър ли е от Modbus TCP за кантар?

Нито един протокол не винаги е по-добър. Modbus TCP е прост и широко поддържан за стойности на теглото и сигнали за състояние. OPC UA предоставя по-структуриран модел на данни и допълнителни възможности за сигурност. Правилният избор зависи от съществуващата контролна архитектура.

Какво се случва, ако SCADA връзката се провали?

Местната система за претегляне в идеалния случай трябва да продължи да работи и да съхранява транзакциите локално. След като връзката бъде възстановена, одобрените записи могат да бъдат синхронизирани съгласно договорените правила.

Може ли SCADA да контролира бариери и светофари?

да Командите могат да се изпращат чрез PLC, контролер за претегляне или локална система за автоматизация. Блокировките за безопасност и процедурите за ръчно възстановяване трябва да бъдат включени в проекта за управление.

Какво е необходимо за започване на интеграционна оценка?

Осигурете модела на индикатора, наличния интерфейс, SCADA платформата, необходимите точки за данни, броя на мостовите везни и описание на процеса на претегляне на превозното средство.

Решение за претегляне на едно гише

Моля, свържете се с нашия инженер, за да получите персонализирано решение.

Изпратете запитване сега