Kuinka vaakasillat integroituvat SCADA:n kanssa satamissa ja kaivostoiminnassa

Vilkkaassa satamaportissa tai miinojen lähetyspisteessä vaakasilta tekee muutakin kuin vain näyttää ajoneuvon painon. Siitä tulee osa laajempaa toimintajärjestelmää, joka sisältää ajoneuvojen tunnistamisen, materiaalin seurannan, liikenteenohjauksen, tuotannon raportoinnin ja laitteiden valvonnan.

 

Vaakasilta voidaan yhdistää valvonta- ja tiedonkeruujärjestelmään, joka tunnetaan yleisesti nimellä SCADA, punnitusilmaisimen, PLC:n, teollisuusyhdyskäytävän tai paikallisen punnituspalvelimen kautta. SCADA-järjestelmä vastaanottaa painoarvot ja laitteiden tilan reaaliajassa, kun taas erillinen punnitusohjelmisto hallitsee tapahtumia, lippuja, ajoneuvotietoja ja kirjauspolkuja.

 

Paras integraatiosuunnittelu riippuu siitä, mitä sivuston pitää hallita, mitä tietoja on vaihdettava ja pitääkö vaaka jatkaa toimintaansa, kun verkko ei ole käytettävissä.

Mikä on Weighbridge SCADA -integraatio?

Weighbridge SCADA -integraatio on kuorma-autovaa'an ja siihen liittyvien laitteiden yhdistäminen laitoksen -laajuiseen tai terminaaliin-laajuiseen valvonta- ja ohjausjärjestelmään.

Tyypillinen integroitu vaakasilta voi tarjota SCADA:lle:

Ajoneuvon elävä paino

Brutto-, taara- ja nettopaino

Vakaa{0}}painotila

Nolla- ja ylikuormitustila

Ajoneuvon läsnäolo ja sijainti

Esteportin tila

Liikennevalojen-tila

RFID- tai rekisterikilpitiedot

Punnitustapahtuman tila

Viestintä- ja laitehälyttimet

SCADA voi sitten näyttää nämä tiedot käyttäjän näytöllä, luoda hälytyksiä, tallentaa prosessitietoja tai koordinoida vaakasiltaa muiden järjestelmien kanssa.

Tämä ei aina tarkoita, että SCADA:n pitäisi korvata punnitusohjelmisto. Useimmissa projekteissa näillä kahdella järjestelmällä on erilaiset vastuut.

SCADA valvoo prosessia ja laitteita. Punnitusohjelmisto hallitsee kaupallista tai toiminnallista punnitusta.

Tyypillinen Weighbridge--to-SCADA-arkkitehtuuri

Perinteinen analoginen vaaka käyttää useita punnituskennoja, jotka on asennettu vaakatason alle. Niiden signaalit yhdistetään kytkentärasiaan ja lähetetään punnitusnäytölle. Digitaalisessa kuorma-autovaa'assa punnituskennot voivat olla yhteydessä digitaalisesti osoittimen tai punnitusohjaimen kanssa.

Ilmaisin muuntaa punnituskennon signaalit käyttökelpoiseksi painoarvoksi. Tämä arvo voidaan sitten siirtää PLC:hen, yhdyskäytävään, teollisuustietokoneeseen tai paikalliseen palvelimeen.

Yleinen tietopolku on:

Kuormituskennot → Liitäntälaatikko → Punnitusosoitin → PLC tai teollisuusyhdyskäytävä → SCADA

Täydellisen valvomattoman punnitusjärjestelmän arkkitehtuuri voi sisältää myös:

Paikallinen punnitustietokone

Rekisterikilven tunnistuskamera

RFID-lukija

Ajoneuvojen{0}}sijaintianturit

Esteportit

Liikennevalot

LED-näyttö

Ääniohjauslaite

Valvontakamerat

Keskustietokanta tai historioitsija

ERP, MES, TOS tai tuotannonhallintajärjestelmä

Vaakasillassa on normaalisti oltava paikallinen toimintakerros. Jos SCADA-pääpalvelin tai -verkko ei ole käytettävissä, paikallinen järjestelmä voi jatkaa hyväksyttyjen tapahtumien tallentamista ja synkronoida tallennetut tiedot tiedonsiirron palautumisen jälkeen.

Kolme yleistä integrointimenetelmää

1. Suora yhteys ilmaisimen ja SCADA:n välillä

Perussovelluksessa punnitusosoitin lähettää nykyisen painon suoraan PLC- tai SCADA-järjestelmään.

Laitteesta riippuen yhteys voi käyttää:

RS232

RS485

Ethernet

Modbus RTU

Modbus TCP

Analoginen lähtö, kuten 4–20 mA

Digitaaliset tulo- ja lähtösignaalit

Tämä menetelmä sopii, kun SCADA tarvitsee vain nykyisen painon ja useita tilasignaaleja.

Se on suhteellisen yksinkertainen, mutta se ei välttämättä tarjoa täydellisiä tapahtumatietoja, kuten ajoneuvon numero, materiaali, asiakas, lipun numero, operaattori tai tarkastushistoria.

 

2. Integrointi paikallisen punnitusohjelmiston avulla

Tässä järjestelyssä punnitusosoitin lähettää tiedot paikalliseen teollisuustietokoneeseen, jossa on erillinen punnitusohjelmisto.

Ohjelmisto käsittelee punnitusprosessin ja vaihtaa valittuja tietoja SCADA:n tai muiden hallintajärjestelmien kanssa API:n, tietokantaliittymän tai teollisuuden viestintäyhdyskäytävän kautta.

Tämä menetelmä on parempi, kun sivusto vaatii:

Brutto- ja taarapunnitus

Automaattinen netto{0}}painon laskenta

Ajoneuvo- ja kuljettajatiedot

Materiaali- ja toimittajatiedot

Lippujen tulostus

Kameran todisteet

Käyttäjän käyttöoikeudet

Tapahtuman hyväksyntä

Tarkastuspolut

Historiallisia raportteja

Paikallisesta punnitusohjelmistosta tulee tapahtumarekisterijärjestelmä, kun taas SCADA vastaanottaa toiminnan valvontaan tarvittavat tiedot.

 

3. Hybridiintegraatio

Suuret satamat ja kaivokset käyttävät usein hybridiarkkitehtuuria.

Reaaliaikainen-paino ja laitteiden tila lähetetään SCADA:lle PLC:n tai teollisuusyhdyskäytävän kautta. Täydelliset tapahtumatietueet vaihdetaan erikseen punnitusohjelmiston ja päätteen käyttöjärjestelmän, ERP:n, MES:n tai tuotantotietokannan välillä.

Tämä järjestely erottaa nopeat operatiiviset signaalit yritysasiakirjoista. Se vähentää myös riskiä, ​​että SCADA-katkos keskeyttää kaiken punnitustoiminnan.

Weighbridge-projekteissa käytetyt viestintäprotokollat

Protokollan valinnan tulee perustua olemassa olevaan ohjausjärjestelmään, vaadittuun tietomäärään, kyberturvallisuuskäytäntöön ja laitteiden väliseen etäisyyteen.

Modbus RTU ja Modbus TCP

Modbusia käytetään laajalti painoarvojen ja laitteiden tilan siirtämiseen ilmaisimien, PLC:iden ja SCADA-järjestelmien välillä.

Modbus RTU toimii normaalisti RS485-sarjaliitännän kautta. Modbus TCP käyttää teollista Ethernetiä. Molemmat vaativat dokumentoidun rekisterikartan, jotta järjestelmäintegraattori tietää, mistä painoarvot, tilabitit ja hälytyskoodit voidaan lukea.

Rekisterikartassa tulee mainita:

Rekisteröidy osoite

Tietotyyppi

Tavujärjestys

Desimaalipaikka

Insinööriyksikkö

Luku- tai kirjoituslupa

Päivitä taajuus

Virheellinen{0}}tietojen käyttäytyminen

SCADA voi silti tulkita punnitusnäytössä oikein näkyvän arvon väärin, jos tavujärjestystä, etumerkkiä, desimaalipaikkaa tai mittayksikköä ei ole määritetty oikein.

OPC UA

OPC UA valitaan usein useiden{0}}toimittajien teollisiin järjestelmiin, koska se tukee jäsenneltyä tiedonvaihtoa, yhteentoimivuutta ja turvatarkastuksia.

Vaaka ei välttämättä tarvitse alkuperäistä OPC UA -lähtöä. PLC, reunayhdyskäytävä tai paikallinen punnituspalvelin voi kerätä painotiedot ja paljastaa ne SCADA:lle OPC UA -palvelimen kautta.

OPC UA on hyödyllinen, kun projekti tarvitsee selkeästi nimettyjä datapisteitä, kuten:

Vaaka01.LiveWeight

Scale01.WeightStable

Scale01.VehiclePresent

Scale01.BarrierOpen

Scale01.TransactionID

Scale01.CommunicationAlarm

Merkittävät tunnisteen nimet helpottavat käyttöönottoa ja tulevaa huoltoa kuin luettelo selittämättömistä numeerisista rekistereistä.

MQTT ja API

MQTT- tai verkkosovellusliittymiä voidaan käyttää, kun punnitustiedot on siirrettävä pilvialustoille, kojelaudoille tai yrityssovelluksiin.

MQTT käyttää julkaisu--ja-tilausmallia, ja se on hyödyllinen valittujen tietojen jakamisessa useisiin valtuutettuihin järjestelmiin. REST-sovellusliittymiä käytetään yleisesti tapahtumakyselyihin, pää-tiedonvaihtoon ja järjestelmien-to{5}}integrointiin.

Näitä rajapintoja ei pidä käsitellä luotettavan paikallisen ohjauskerroksen korvikkeena. Satamien ja kaivosten on silti kyettävä käsittelemään tilapäisiä Internet- tai laaja-{1}}verkkohäiriöitä.

Kuinka integroitu punnitussykli toimii

Tyypillinen automaattinen punnitusjakso voi seurata näitä vaiheita:

Anturi havaitsee lähestyvän kuorma-auton.

Järjestelmä lukee ajoneuvon RFID-tunnisteen tai rekisterikilven.

SCADA tai punnitusohjelmisto tarkistaa, onko ajoneuvo valtuutettu.

Ajopuomi aukeaa ja liikennevalo ohjaa kuljettajaa.

Asentoanturit vahvistavat, että koko ajoneuvo on vaakasillalla.

Punnitusosoitin lähettää elävän painon ja vakaan{0}}painon signaalin.

Kun paino on vakaa, järjestelmä tallentaa hyväksytyn arvon.

Kamerat tallentavat tapahtumaan liittyvät kuvat.

Punnitusohjelmisto luo tapahtumatietueen.

Poistumispuomi avautuu vaadittujen tarkastusten jälkeen.

Toisen punnituksen jälkeen ohjelmisto laskee nettopainon.

Lopullinen tietue lähetetään SCADA-, ERP-, MES-, TOS- tai muuhun valtuutettuun järjestelmään.

Tarkka järjestys vaihtelee sivustoittain. Satama voi tunnistaa kuorma-auton, kontin ja rahtitilauksen. Kaivos voi tallentaa kuorma-auton, materiaalilaadun, lastauspaikan, määränpään ja työvuoron.

Mitä tietoja pitäisi vaihtaa?

Yleinen integrointivirhe on keskittyä vain painoarvoon. Hyödyllinen tapahtuma vaatii yleensä sekä mittaustietoja että toiminnallista kontekstia.

Ennen ohjelmoinnin aloittamista omistajan, vaakasillan toimittajan, SCADA-integraattorin ja ohjelmistotoimittajan tulee hyväksyä yhteinen data{0}}pisteluettelo.

Porttivaakasillan integrointi

Satamien on siirrettävä ajoneuvoja nopeasti säilyttäen samalla lastin, pääsyn ja asiakirjojen hallinnan.

Integroitu porttivaakasilta voi yhdistää punnitustulokset:

Portin tapaamiset

Säilön numerot

Lastin tilaukset

Tullin tai terminaalin viittaukset

Pihapaikat

Sisään- ja poistumislupa

Päätteen käyttöjärjestelmät

Laskutus- ja logistiikkarekisterit

SCADA voi näyttää, onko vaaka käytettävissä, varattu, ylikuormitettu vai offline-tilassa. Operaattorit näkevät jonot ja laitehälytykset käymättä portilla.

Paikallinen punnitusjärjestelmä voi vahvistaa ajoneuvon identiteetin, kerätä todisteita ja täydentää kaupallisen punnituskirjan. Lopullinen tapahtuma voidaan sitten siirtää terminaaliin tai yritysjärjestelmään.

Koska satamaympäristöissä voi olla suolaa, kosteutta ja raskasta liikennettä, integraatiosuunnittelussa tulee huomioida myös korroosiosuojaus, kaapelien reititys, ylijännitesuoja, viemäröinti ja turvallinen huoltopääsy.

Mining Weighbridge -integraatio

Kaivostoiminnassa käytetään vaakoja malmin, jätekiven, rikasteen, polttoaineen ja muiden irtomateriaalien seuraamiseen kaivosten, käsittelyalueiden, varastojen ja lähetyspaikkojen välillä.

SCADA:hun liitetty kaivosvaaka voi auttaa valvomossa:

Materiaalin liikkeet vuorotellen

Kuorma-autotoiminta

Skaalan saatavuus

Ylikuormitustapahtumat

Viestintähäiriöt

Latauksen ja lähetyksen tila

Tuotantotiedot lähteen ja määränpään mukaan

Vaakatietoja voidaan myös verrata kuormaimen tietueisiin, hihnan mittakaavaan tai varastoarvioihin. Nämä mittausjärjestelmät toimivat kuitenkin eri tavalla, eikä niiden pitäisi odottaa vastaavan automaattisesti. Erot aikajaksoissa, kosteudessa, materiaalihäviössä ja mittausmenetelmissä on otettava huomioon täsmäytysvaiheessa.

Kaivostyömailla on usein pitkiä etäisyyksiä, pölyä, tärinää, ukkosaltistusta ja epävakaat verkkoolosuhteet. Teollisuuden verkkolaitteet, suojatut kaapelireitit, ylijännitesuoja ja paikallinen datapuskurointi ovat siksi tärkeitä osa suunnittelua.

SCADA ei korvaa laillisia metrologisia vaatimuksia

Vaakasillan yhdistäminen SCADA:han ei sinänsä tee järjestelmästä sopivaa lailliseen--kaupalliseen käyttöön.

Vaa'an, indikaattorin, asennuksen ja kalibroinnin on silti täytettävä kohdemaan ja -projektin soveltuvat vaatimukset. Jos kauppatapahtumat riippuvat mitatusta arvosta, hyväksytyn painon tulee olla valtuutetusta vaa'sta ja se on suojattava luvattomilta muutoksilta.

SCADA voi näyttää tai tallentaa hyväksytyn tuloksen, mutta rajoittamatonta etäkirjoittamista punnitustietueeseen tulee välttää.

Kalibrointi ja tiedonsiirtotestaus tulisi myös käsitellä erillisinä tehtävinä. Onnistunut Modbus- tai OPC UA -yhteys vahvistaa tiedonsiirron; se ei vahvista punnitustarkkuutta.

Kyberturvallisuus ja kulunvalvonta

Yhdistetystä vaakasillasta tulee osa työmaan operatiivista teknologiaverkkoa. Pääsy olisi siksi rajoitettava siihen, mitä sovellus vaatii.

Suositeltuja säätimiä ovat:

Siltavaakaverkon erottaminen julkisista ja toimistoverkoista

Palomuurien tai ohjattujen teollisuusyhdyskäytävien käyttäminen

Sallitaan vain vaaditut portit ja protokollat

Otetaan rooli{0}}käyttöoikeuksia

Käytä vain luku -{0}}SCADA-tageja mahdollisuuksien mukaan

Etäyhteyksien salaus

Tallentaa kokoonpano- ja tapahtumamuutoksia

Synkronoidun järjestelmän ajan ylläpitäminen

Paikallisten tietojen ja asetusten varmuuskopiointi

Myyjän etäkäytön hallinta

Hyväksyttyjen laitteiden päivitys hallitun huoltomenettelyn mukaisesti

Teollisuuden ohjausjärjestelmien CISA-ohjeistus korostaa verkon suojausta ja ohjattua pääsyä operatiivisiin teknologiaympäristöihin. Tarkkojen valvontatoimien tulee noudattaa sataman tai kaivoksen omistajan kyberturvallisuuspolitiikkaa.

Tärkeitä kysymyksiä ennen integraatiota

Ennen kuin valitset vaakasillan viestintätavan, projektiryhmän tulee vahvistaa:

Mitä ilmaisinta tai punnitusohjainta käytetään?

Mitä tiedonsiirtorajapintoja on saatavilla?

Mikä SCADA-alusta ja -versio on asennettu?

Vaatiiko SCADA Modbus TCP:tä, OPC UA:ta tai muuta protokollaa?

Mitä datapisteitä tarvitaan?

Saako SCADA lähettää komentoja punnitusjärjestelmään?

Mikä järjestelmä omistaa virallisen tapahtumatietueen?

Pitääkö punnitusta jatkaa verkkokatkon aikana?

Kuinka kauan paikallisia tietoja tulee säilyttää?

Ovatko kamerat, RFID, esteet tai liikennevalot mukana?

Vaaditaanko integrointi ERP:n, MES:n tai TOS:n kanssa?

Mitä kyberturvallisuutta ja laillista metrologiaa koskevia sääntöjä sovelletaan?

Kuka suorittaa kenttäkalibroinnin ja -tarkastuksen?

Mitkä ovat FAT- ja SAT-hyväksyntäkriteerit?

Selkeät vastaukset tässä vaiheessa estävät useimmat integraatioviiveet.

Testaus ja käyttöönotto

Vaakasillan SCADA-liitäntä tulee testata ennen toimitusta, jos se on mahdollista, ja tarkistaa uudelleen paikan päällä.

Tehdashyväksyntätestaus voi sisältää:

Tiedonsiirtoyhteys

Rekisteröityminen tai tagin vahvistus

Positiiviset ja negatiiviset painoarvot

Desimaali- ja yksikön vahvistus

Vakaa{0}}painosignaali

Nolla- ja ylikuormitustila

Hälytyssimulaatio

Viestintä{0}}menetyskäyttäytyminen

Paikallinen tietojen tallennus

Virran{0}}palautuskäyttäytyminen

Paikan hyväksyntätestauksen pitäisi vahvistaa koko ajoneuvoprosessi todellisissa käyttöolosuhteissa.

On myös tärkeää testata epänormaalit tilanteet. Esimerkiksi: Mitä tapahtuu, jos ajoneuvo lähtee ennen kuin paino vakiintuu? Mitä tapahtuu, jos kamera on offline-tilassa? Voiko tapahtuma jatkua, jos SCADA-palvelin ei ole käytettävissä? Miten tietueiden kaksoiskappaleet estetään synkronoinnin jälkeen?

Nämä testit paljastavat usein enemmän kuin tavallinen punnitusesitys.

Luotettavan Weighbridge SCADA -projektin suunnittelu

Luotettava integraatio alkaa selkeästä vastuunjaosta.

Vaakasillan toimittajan tulee määrittää käytettävissä olevat signaalit, ilmaisinrajapinta ja punnituslogiikka. SCADA-integraattorin tulee määrittää vaaditut tunnisteet, viestintästandardi ja ohjaushuoneen toiminta. Sivuston omistajan tulee määritellä tapahtumaprosessi, kyberturvallisuusvaatimukset ja hyväksymiskriteerit.

Esitä alustavaa integrointiehdotusta varten:

Vaakasillan kapasiteetti ja alustan koko

Vaakojen lukumäärä

Ilmaisimen malli ja tiedonsiirtoportti

SCADA merkki ja versio

Vaadittu viestintäprotokolla

Vaaditut tiedot-pisteluettelo

Ajoneuvon punnitusprosessi

Nykyinen verkkokaavio

Vaaditut oheislaitteet

ERP-, MES- tai TOS-liitäntävaatimukset

Weight Worth toimittaa räätälöityjä kuorma-autovaakoja, punnitusosoittimia, valvomattomia punnitusjärjestelmiä ja projektikohtaisia{0}ohjelmistointegraatioita satamiin, kaivostoimintaan ja muihin teollisuuskohteisiin.

Jos suunnittelet uutta vaakaa tai haluat liittää olemassa olevan vaa'an SCADA:han, lähetä meille nykyinen laiteluettelosi ja tarvittava tietovirta. Tekninen tiimimme voi tarkistaa käyttöliittymän ja suositella sopivaa järjestelmäarkkitehtuuria.

Usein kysytyt kysymykset

Voidaanko olemassa oleva vaaka kytkeä SCADA:han?

Monissa tapauksissa kyllä. Olemassa olevasta osoittimesta on ensin tarkistettava käytettävissä olevat tietoliikenneportit ja -protokollat. Jos se ei pysty kommunikoimaan suoraan SCADA:n kanssa, PLC, protokollamuunnin tai teollisuusyhdyskäytävä voidaan lisätä.

Korvaako SCADA vaakasiltaohjelmiston?

Yleensä ei. SCADA on suunniteltu prosessien valvontaan ja laitteiden ohjaukseen. Erillinen punnitusohjelmisto käsittelee ajoneuvokirjanpitoa, brutto- ja taarapunnitusta, netto-painon laskemista, lippuja, kuvia ja kirjausketjuja.

Onko OPC UA parempi kuin Modbus TCP vaakasillalle?

Kumpikaan protokolla ei ole aina parempi. Modbus TCP on yksinkertainen ja laajasti tuettu painoarvoille ja tilasignaaleille. OPC UA tarjoaa jäsennellymmän tietomallin ja lisäsuojausominaisuuksia. Oikea valinta riippuu olemassa olevasta ohjausarkkitehtuurista.

Mitä tapahtuu, jos SCADA-yhteys epäonnistuu?

Paikallisen punnitusjärjestelmän tulisi ihanteellisesti jatkaa toimintaansa ja tallentaa tapahtumat paikallisesti. Kun yhteys on palautettu, hyväksytyt tietueet voidaan synkronoida sovittujen sääntöjen mukaisesti.

Voiko SCADA hallita esteitä ja liikennevaloja?

Kyllä. Komennot voidaan lähettää PLC:n, punnitusohjaimen tai paikallisen automaatiojärjestelmän kautta. Turvalukot ja manuaaliset palautusmenettelyt tulisi sisällyttää ohjaussuunnitelmaan.

Mitä tarvitaan integraatioarvioinnin aloittamiseen?

Anna indikaattorimalli, käytettävissä oleva käyttöliittymä, SCADA-alusta, vaaditut datapisteet, vaakojen määrä ja kuvaus ajoneuvon punnitusprosessista.

Yhden luukun punnitusratkaisu

Ota yhteyttä insinööriimme saadaksesi mukautetun ratkaisun.

Lähetä kysely nyt