Kaip svarstyklės integruojamos su SCADA uostuose ir kasyboje

Užimtuose uosto vartuose arba minų išsiuntimo punkte svarstyklės daro daugiau nei rodo transporto priemonės svorį. Ji tampa platesnės operacinės sistemos, apimančios transporto priemonių identifikavimą, medžiagų sekimą, eismo kontrolę, gamybos ataskaitų teikimą ir įrangos stebėjimą, dalimi.

 

Svarstyklės gali būti prijungtos prie priežiūros kontrolės ir duomenų gavimo sistemos, paprastai žinomos kaip SCADA, per svėrimo indikatorių, PLC, pramoninį šliuzą arba vietinį svėrimo serverį. SCADA sistema realiu laiku gauna svorio reikšmes ir įrangos būseną, o speciali svėrimo programinė įranga valdo operacijas, bilietus, transporto priemonių įrašus ir audito pėdsakus.

 

Geriausias integravimo projektas priklauso nuo to, ką svetainė turi kontroliuoti, kokiais duomenimis turi būti keičiamasi ir ar svarstyklės turi toliau veikti, kai tinklas nepasiekiamas.

Kas yra Weighbridge SCADA integracija?

„Weighbridge SCADA“ integracija yra sunkvežimių svarstyklių ir su jomis susijusios įrangos prijungimas prie gamyklos{0}}arba terminalo{1}} stebėjimo ir valdymo sistemos.

Įprasta integruota svarstyklių sistema SCADA gali suteikti:

Gyvas transporto priemonės svoris

Bruto, taros ir neto svoris

Stabilaus{0}}svorio būsena

Nulinė ir perkrovos būsena

Transporto priemonės buvimas ir padėtis

Užtvaros vartų būsena

Švieso{0}}švieso būsena

RFID arba valstybinio numerio duomenys

Svėrimo operacijos būsena

Ryšio ir įrenginių signalizacija

Tada SCADA gali rodyti šią informaciją operatoriaus ekrane, generuoti aliarmus, saugoti proceso duomenis arba derinti svarstykles su kitomis sistemomis.

Tai ne visada reiškia, kad SCADA turėtų pakeisti svėrimo programinę įrangą. Daugumoje projektų šios dvi sistemos turi skirtingas pareigas.

SCADA prižiūri procesą ir įrangą. Svėrimo programinė įranga valdo komercinę arba operatyvinę svėrimo operaciją.

Tipinė Weighbridge-to-SCADA architektūra

Įprastose analoginėse svarstyklėse naudojami keli apkrovos elementai, sumontuoti po svarstyklių platforma. Jų signalai sujungiami jungiamojoje dėžutėje ir perduodami į svėrimo indikatorių. Skaitmeninėse sunkvežimių svarstyklėse apkrovos elementai gali susisiekti su indikatoriumi arba svėrimo valdikliu skaitmeniniu būdu.

Indikatorius paverčia apkrovos elementų signalus į naudingą svorio vertę. Tada ši vertė gali būti perkelta į PLC, šliuzą, pramoninį kompiuterį arba vietinį serverį.

Dažnas duomenų kelias yra:

Apkrovos elementai → Jungiamoji dėžutė → Svėrimo indikatorius → PLC arba pramoninis vartai → SCADA

Kad svėrimo sistema būtų išsamesnė be priežiūros, architektūroje taip pat gali būti:

Vietinis svėrimo kompiuteris

Valstybinio numerio atpažinimo kamera

RFID skaitytuvas

Transporto priemonės{0}}padėties jutikliai

Barjeriniai vartai

Šviesoforai

LED ekranas

Balso valdymo prietaisas

Stebėjimo kameros

Centrinė duomenų bazė arba istorikas

ERP, MES, TOS arba gamybos valdymo sistema

Svarstyklės paprastai turi turėti vietinį veikimo sluoksnį. Jei pagrindinis SCADA serveris arba svetainės tinklas tampa nepasiekiamas, vietinė sistema gali toliau įrašyti patvirtintas operacijas ir sinchronizuoti saugomus duomenis, kai ryšys atkurtas.

Trys bendri integravimo metodai

1. Tiesioginis ryšys tarp indikatoriaus ir SCADA

Pagrindinėje programoje svėrimo indikatorius siunčia esamą svorį tiesiai į PLC arba SCADA sistemą.

Priklausomai nuo įrangos, ryšys gali būti naudojamas:

RS232

RS485

Ethernet

Modbus RTU

Modbus TCP

Analoginė išvestis, pvz., 4–20 mA

Skaitmeniniai įvesties ir išvesties signalai

Šis metodas tinka, kai SCADA reikia tik esamo svorio ir kelių būsenos signalų.

Tai gana paprasta, tačiau gali nepateikti visos operacijos informacijos, tokios kaip transporto priemonės numeris, medžiaga, klientas, bilieto numeris, operatorius ar audito istorija.

 

2. Integravimas per vietinę svėrimo programinę įrangą

Šiuo atveju svėrimo indikatorius siunčia duomenis į vietinį pramoninį kompiuterį, kuriame veikia tam skirta svėrimo programinė įranga.

Programinė įranga tvarko svėrimo procesą ir keičiasi pasirinkta informacija su SCADA ar kitomis valdymo sistemomis per API, duomenų bazės sąsają arba pramoninio ryšio šliuzą.

Šis metodas yra geresnis, kai svetainė reikalauja:

Bruto ir taros svėrimas

Automatinis grynojo{0}}svorio apskaičiavimas

Automobilio ir vairuotojo įrašai

Informacija apie medžiagą ir tiekėją

Bilietų spausdinimas

Kameros įrodymai

Vartotojo leidimai

Sandorio patvirtinimas

Audito takai

Istoriniai pranešimai

Vietinė svėrimo programinė įranga tampa operacijų registravimo sistema, o SCADA gauna informaciją, reikalingą veiklos stebėjimui.

 

3. Hibridinė integracija

Dideli uostai ir kasyklos dažnai naudoja hibridinę architektūrą.

Svoris ir įrangos būsena realiuoju laiku-siunčiami į SCADA per PLC arba pramoninį šliuzą. Visais operacijų įrašais keičiamasi atskirai tarp svėrimo programinės įrangos ir terminalo operacinės sistemos, ERP, MES arba gamybos duomenų bazės.

Šis susitarimas atskiria greitus veiklos signalus nuo verslo įrašų. Tai taip pat sumažina SCADA pertraukimo riziką, sustabdžius bet kokią svėrimo veiklą.

Ryšio protokolai, naudojami Weighbridge projektuose

Protokolų pasirinkimas turėtų būti pagrįstas esama valdymo sistema, reikiamu duomenų kiekiu, kibernetinio saugumo politika ir atstumu tarp įrenginių.

Modbus RTU ir Modbus TCP

Modbus yra plačiai naudojamas svorio verčių ir įrangos būsenos perkėlimui tarp indikatorių, PLC ir SCADA sistemų.

Modbus RTU paprastai veikia per RS485 nuoseklųjį ryšį. Modbus TCP naudoja pramoninį eternetą. Abiem atvejais reikalingas dokumentuotas registro žemėlapis, kad sistemos integratorius žinotų, kur nuskaityti svorio reikšmes, būsenos bitus ir pavojaus kodus.

Registro žemėlapyje turi būti nurodyta:

Registracijos adresas

Duomenų tipas

Baitų tvarka

Dešimtainė padėtis

Inžinerinis padalinys

Skaityti arba rašyti leidimas

Atnaujinimo dažnis

Netinkamas{0}}duomenų elgesys

Teisingai svėrimo indikatoriuje rodomą vertę SCADA vis tiek gali neteisingai interpretuoti, jei neteisingai sukonfigūruota baitų tvarka, ženklas, dešimtainė padėtis arba matavimo vienetas.

OPC UA

OPC UA dažnai pasirenkama kelių{0}}tiekėjų pramoninėms sistemoms, nes palaiko struktūrizuotus duomenų mainus, sąveikumą ir saugos kontrolę.

Svarstyklėms nebūtinai reikia vietinės OPC UA išvesties. PLC, krašto šliuzas arba vietinis svėrimo serveris gali rinkti svorio informaciją ir pateikti ją SCADA per OPC UA serverį.

OPC UA naudinga, kai projektui reikia aiškiai įvardytų duomenų taškų, tokių kaip:

Svarstyklės01.LiveWeight

Svarstyklės01.SvorisStabilus

Skalė01.VehiclePresent

Scale01.BarrierOpen

Scale01.TransactionID

Scale01.CommunicationAlarm

Prasmingi žymų pavadinimai palengvina paleidimą ir būsimą techninę priežiūrą nei nepaaiškinamų skaitmeninių registrų sąrašas.

MQTT ir API

MQTT arba žiniatinklio API gali būti naudojamos, kai svėrimo informacija turi būti perkelta į debesies platformas, prietaisų skydelius arba įmonės programas.

MQTT naudoja paskelbimo{0}}ir{1}}prenumeratos modelį ir yra naudingas platinant pasirinktus duomenis kelioms įgaliotoms sistemoms. REST API dažniausiai naudojamos operacijų užklausoms, pagrindiniams-duomenų mainams ir sistemos-į{5}integravimui.

Šios sąsajos neturėtų būti traktuojamos kaip patikimo vietinio valdymo sluoksnio pakaitalai. Uostai ir kasyklos vis tiek turi atlaikyti laikinus interneto ar plataus{1}} tinklo gedimus.

Kaip veikia integruotas svėrimo ciklas

Įprastas automatinis svėrimo ciklas gali būti atliekamas pagal šiuos veiksmus:

Jutiklis aptinka artėjantį sunkvežimį.

Sistema nuskaito transporto priemonės RFID žymą arba valstybinį numerį.

SCADA arba svėrimo programinė įranga patikrina, ar transporto priemonė yra autorizuota.

Atsidaro įvažiavimo užtvara, o vairuotojas veda šviesoforas.

Padėties jutikliai patvirtina, kad visa transporto priemonė yra ant svarstyklių.

Svėrimo indikatorius siunčia gyvojo svorio ir stabilaus{0}}svorio signalą.

Kai svoris tampa stabilus, sistema užfiksuoja patvirtintą vertę.

Kameros išsaugo vaizdus, ​​susijusius su operacija.

Svėrimo programinė įranga sukuria operacijos įrašą.

Išėjimo užtvara atsidaro atlikus reikiamus patikrinimus.

Po antrojo svėrimo programinė įranga apskaičiuoja grynąjį svorį.

Galutinis įrašas siunčiamas į SCADA, ERP, MES, TOS ar kitą įgaliotą sistemą.

Tiksli seka skiriasi priklausomai nuo svetainės. Uostas gali identifikuoti sunkvežimio, konteinerio ir krovinio užsakymą. Kasykla gali įrašyti sunkvežimį, medžiagos klasę, pakrovimo vietą, paskirties vietą ir pamainą.

Kokiais duomenimis reikėtų keistis?

Dažna integravimo klaida yra sutelkti dėmesį tik į svorio vertę. Naudingam sandoriui paprastai reikia ir matavimo duomenų, ir veiklos konteksto.

Prieš pradedant programavimą, savininkas, svarstyklių tiekėjas, SCADA integratorius ir programinės įrangos tiekėjas turėtų patvirtinti bendrą duomenų{0}}punktų sąrašą.

Port Weighbridge integracija

Uostai turi greitai perkelti transporto priemones, išlaikant krovinių, prieigos ir dokumentų kontrolę.

Integruotas prievado svarstyklės gali sujungti svėrimo rezultatus su:

Vartų paskyrimo įrašai

Konteinerių numeriai

Krovinių užsakymai

Muitinės ar terminalo nuorodos

Kiemo vietos

Įvažiavimo ir išvykimo leidimas

Terminalo operacinės sistemos

Atsiskaitymo ir logistikos įrašai

SCADA gali parodyti, ar svarstyklės yra prieinamos, užimtos, perkrautos ar neprisijungusios. Operatoriai gali matyti eiles ir įrangos pavojaus signalus neapsilankę prie vartų.

Vietinė svėrimo sistema gali patvirtinti transporto priemonės tapatybę, surinkti įrodymus ir užpildyti komercinį svėrimo įrašą. Tada galutinė operacija gali būti perkelta į terminalą arba verslo sistemą.

Kadangi uosto aplinka gali apimti druską, drėgmę ir intensyvų eismą, planuojant integraciją taip pat reikėtų atsižvelgti į apsaugą nuo korozijos, kabelių vedimą, apsaugą nuo viršįtampių, drenažą ir saugią techninės priežiūros prieigą.

Kasybos svarmenų integracija

Kasybos operacijose naudojamos svarstyklės rūdai, uolienų atliekoms, koncentratui, kurui ir kitoms birioms medžiagoms sekti tarp duobių, perdirbimo zonų, atsargų ir išsiuntimo punktų.

Kasybos svarstyklės, prijungtos prie SCADA, gali padėti valdyti valdymo kambarį:

Medžiagų judėjimas pamainomis

Sunkvežimio veikla

Masto prieinamumas

Perkrovos įvykiai

Ryšio gedimai

Pakrovimo ir išsiuntimo būsena

Gamybos duomenys pagal šaltinį ir paskirties vietą

Svarstyklių duomenis taip pat galima palyginti su krautuvo įrašais, juostos mastelio sumomis arba atsargų įvertinimais. Tačiau šios matavimo sistemos veikia skirtingai ir neturėtų tikėtis, kad jos automatiškai atitiks. Suderinimo metu reikia atsižvelgti į laiko, drėgmės, medžiagų nuostolių ir matavimo metodų skirtumus.

Kasybos vietose dažnai būna dideli atstumai, dulkės, vibracija, žaibo poveikis ir nestabilios tinklo sąlygos. Todėl pramoninio tinklo įranga, apsaugoti kabelių maršrutai, apsauga nuo viršįtampių ir vietinis duomenų buferis yra svarbios projekto dalys.

SCADA nepakeičia teisinių metrologijos reikalavimų

Prijungus svarstykles prie SCADA, sistema savaime nepadaroma legaliam -prekybos-naudojimui.

Svėrimo priemonė, indikatorius, įrengimas ir kalibravimas vis tiek turi atitikti taikomus paskirties šalies ir projekto reikalavimus. Kai prekybos sandoriai priklauso nuo išmatuotos vertės, patvirtintas svoris turi būti gautas iš patvirtintų svarstyklių ir turi būti apsaugotas nuo neleistino pakeitimo.

SCADA gali rodyti arba išsaugoti patvirtintą rezultatą, tačiau reikėtų vengti neriboto nuotolinio įrašymo į svėrimo įrašą.

Kalibravimas ir ryšio tikrinimas taip pat turėtų būti traktuojami kaip atskiros užduotys. Sėkmingas Modbus arba OPC UA ryšys patvirtina duomenų perdavimą; tai nepatvirtina svėrimo tikslumo.

Kibernetinis saugumas ir prieigos kontrolė

Prijungta svėrė tampa svetainės veikimo technologijų tinklo dalimi. Todėl prieiga turėtų būti apribota iki to, ko reikalauja programa.

Rekomenduojami valdikliai apima:

Svarstyklių tinklo atskyrimas nuo viešųjų ir biurų tinklų

Naudojant ugniasienes arba valdomus pramoninius vartus

Leidžiami tik reikalingi prievadai ir protokolai

Taikomi vaidmeniu{0}}pagrįsti naudotojo leidimai

Jei įmanoma, naudokite tik skaitomas{0}}SCADA žymas

Nuotolinių ryšių šifravimas

Konfigūracijos ir operacijų pakeitimų įrašymas

Sinchronizuoto sistemos laiko palaikymas

Vietinių duomenų ir konfigūracijos atsarginių kopijų kūrimas

Tiekėjo nuotolinės prieigos valdymas

Patvirtintų įrenginių atnaujinimas pagal valdomos priežiūros procedūrą

CISA pramonės valdymo sistemų gairėse pabrėžiama tinklo apsauga ir kontroliuojama prieiga prie eksploatacinių technologijų aplinkos. Tikslios kontrolės priemonės turi atitikti uosto arba kasyklos savininko kibernetinio saugumo politiką.

Svarbūs klausimai prieš integraciją

Prieš pasirinkdama svarstyklių ryšio būdą, projekto komanda turėtų patvirtinti:

Koks indikatorius ar svėrimo valdiklis bus naudojamas?

Kokios ryšio sąsajos galimos?

Kuri SCADA platforma ir versija įdiegta?

Ar SCADA reikalingas Modbus TCP, OPC UA ar kitas protokolas?

Kokie duomenų taškai reikalingi?

Ar SCADA leidžiama siųsti komandas į svėrimo sistemą?

Kuriai sistemai priklauso oficialus operacijų įrašas?

Ar nutrūkus tinklui svėrimas turi būti tęsiamas?

Kiek laiko turėtų būti saugomi vietiniai duomenys?

Ar yra kameros, RFID, užtvarai ar šviesoforai?

Ar reikalinga integracija su ERP, MES ar TOS?

Kokios kibernetinio saugumo ir teisinės metrologijos taisyklės taikomos?

Kas atliks lauko kalibravimą ir patikrinimą?

Kokie yra FAT ir SAT priėmimo kriterijai?

Aiškūs atsakymai šiame etape užkerta kelią daugumai integracijos vėlavimų.

Testavimas ir paleidimas

Svarstyklių SCADA sąsaja turi būti išbandyta prieš išsiuntimą ir vėl patikrinta vietoje.

Gamyklinis priėmimo bandymas gali apimti:

Ryšio ryšys

Registracija arba žymos patvirtinimas

Teigiamos ir neigiamos svorio vertės

Dešimtainės ir vieneto patvirtinimas

Stabilus{0}}svorio signalas

Nulinė ir perkrovos būsena

Signalizacijos modeliavimas

bendravimo-praradimas

Vietinė duomenų saugykla

Galios{0}}atkūrimo elgsena

Priėmimo vietoje bandymas turėtų patvirtinti visą transporto priemonės procesą tikromis eksploatavimo sąlygomis.

Taip pat svarbu išbandyti neįprastas situacijas. Pavyzdžiui: kas atsitiks, jei transporto priemonė išvažiuos prieš stabilizuojant svorį? Kas atsitiks, jei fotoaparatas neprisijungęs? Ar galima tęsti operaciją, jei SCADA serveris nepasiekiamas? Kaip po sinchronizavimo išvengiama pasikartojančių įrašų?

Šie testai dažnai atskleidžia daugiau nei įprastas svėrimo demonstravimas.

Patikimo Weighbridge SCADA projekto planavimas

Patikima integracija prasideda nuo aiškaus atsakomybės pasidalijimo.

Svarstyklių tiekėjas turėtų apibrėžti galimus signalus, indikatoriaus sąsają ir svėrimo logiką. SCADA integratorius turėtų apibrėžti reikiamas žymas, ryšio standartą ir valdyti{1}}patalpos elgesį. Svetainės savininkas turėtų apibrėžti operacijos procesą, kibernetinio saugumo reikalavimus ir priėmimo kriterijus.

Norėdami gauti preliminarų integracijos pasiūlymą, pateikite:

Svarstyklių talpa ir platformos dydis

Svarstyklių skaičius

Indikatoriaus modelis ir ryšio prievadas

SCADA prekės ženklas ir versija

Reikalingas ryšio protokolas

Reikalingi duomenys{0}}taškų sąrašas

Transporto priemonių svėrimo procesas

Esamo tinklo schema

Reikalingi išoriniai įrenginiai

ERP, MES arba TOS sąsajos reikalavimai

„Weight Worth“ tiekia pritaikytas sunkvežimių svarstykles, svėrimo indikatorius, neprižiūrimas svėrimo sistemas ir{0}}konkrečią projektų programinę įrangą, skirtą uostams, kasybos operacijoms ir kitoms pramoninėms vietoms.

Jei planuojate naujas svarstykles arba reikia prijungti esamas svarstykles prie SCADA, atsiųskite mums savo esamos įrangos sąrašą ir reikiamą duomenų srautą. Mūsų techninė komanda gali peržiūrėti sąsają ir rekomenduoti tinkamą sistemos architektūrą.

Dažnai užduodami klausimai

Ar galima prie SCADA prijungti esamas svarstykles?

Daugeliu atvejų taip. Pirmiausia reikia patikrinti esamą indikatorių, ar nėra galimų ryšio prievadų ir protokolų. Jei jis negali tiesiogiai susisiekti su SCADA, gali būti pridėtas PLC, protokolo keitiklis arba pramoninis šliuzas.

Ar SCADA pakeičia svarstyklių programinę įrangą?

Paprastai ne. SCADA skirta procesų stebėjimui ir įrangos valdymui. Speciali svėrimo programinė įranga tvarko transporto priemonių įrašus, bruto ir taros svėrimą, grynojo-svorio apskaičiavimą, bilietus, vaizdus ir audito pėdsakus.

Ar OPC UA yra geresnis už Modbus TCP svarstyklėms?

Nė vienas protokolas ne visada geresnis. Modbus TCP yra paprastas ir plačiai palaikomas svorio reikšmėms ir būsenos signalams. OPC UA suteikia labiau struktūrizuotą duomenų modelį ir papildomas saugos galimybes. Teisingas pasirinkimas priklauso nuo esamos valdymo architektūros.

Kas atsitiks, jei SCADA ryšys nutrūks?

Idealiu atveju vietinė svėrimo sistema turėtų toliau veikti ir saugoti operacijas vietoje. Atkūrus ryšį patvirtintus įrašus galima sinchronizuoti pagal sutartas taisykles.

Ar SCADA gali valdyti užtvaras ir šviesoforus?

Taip. Komandos gali būti siunčiamos per PLC, svėrimo valdiklį arba vietinę automatikos sistemą. Į valdymo projektą turėtų būti įtraukti saugos užraktai ir rankinės atkūrimo procedūros.

Ko reikia norint pradėti integracijos vertinimą?

Pateikite indikatoriaus modelį, turimą sąsają, SCADA platformą, reikalingus duomenų taškus, svarstyklių skaičių ir transporto priemonės svėrimo proceso aprašymą.

Vieno langelio svėrimo sprendimas

Norėdami gauti pritaikytą sprendimą, susisiekite su mūsų inžinieriumi.

Siųsti užklausą dabar