Как весовые мосты интегрируются со SCADA в портах и ​​горнодобывающей промышленности

У оживленных портовых ворот или на шахтном диспетчерском пункте весы не только отображают вес транспортного средства. Оно становится частью более широкой операционной системы, включающей идентификацию транспортных средств, отслеживание материалов, контроль дорожного движения, производственную отчетность и мониторинг оборудования.

 

Платформа весов может быть подключена к системе диспетчерского управления и сбора данных, широко известной как SCADA, через индикатор взвешивания, ПЛК, промышленный шлюз или локальный сервер взвешивания. Система SCADA получает значения веса и состояние оборудования в режиме реального времени, а специальное программное обеспечение для взвешивания управляет транзакциями, билетами, записями транспортных средств и журналами аудита.

 

Лучший дизайн интеграции зависит от того, чем объекту необходимо управлять, какими данными необходимо обмениваться и должно ли весовое оборудование продолжать работать, когда сеть недоступна.

Что такое интеграция SCADA весов?

Интеграция SCADA Weighbridge – это подключение автомобильных весов и связанного с ними оборудования к системе мониторинга и управления в масштабе всего завода-или терминала-.

Типичный интегрированный платформенный вес может обеспечить SCADA:

Живая масса автомобиля

Вес брутто, тары и нетто

Стабильный-статус веса

Состояние нуля и перегрузки

Наличие и положение автомобиля

Статус шлагбаума

Статус светофора-

RFID или данные номерного знака

Статус транзакции взвешивания

Сигнализация связи и устройств

Затем SCADA может отображать эту информацию на экране оператора, генерировать сигналы тревоги, сохранять данные процесса или координировать весы с другими системами.

Это не всегда означает, что SCADA должна заменить программное обеспечение для взвешивания. В большинстве проектов две системы имеют разные обязанности.

SCADA контролирует процесс и оборудование. Программное обеспечение для взвешивания управляет транзакциями коммерческого или оперативного взвешивания.

Типичная архитектура весового моста-к-SCADA

Обычные аналоговые весы используют несколько датчиков веса, установленных под платформой весов. Их сигналы объединяются в распределительной коробке и передаются на весовой индикатор. В цифровых автомобильных весах тензодатчики могут обмениваться данными с индикатором или контроллером взвешивания в цифровом формате.

Индикатор преобразует сигналы весоизмерительного датчика в полезное значение веса. Затем это значение можно передать в ПЛК, шлюз, промышленный компьютер или локальный сервер.

Общий путь к данным:

Тензодатчики → Распределительная коробка → Весовой индикатор → ПЛК или промышленный шлюз → SCADA

Для более полной автоматической системы взвешивания архитектура может также включать:

Локальный компьютер для взвешивания

Камера распознавания номерных знаков

RFID-считыватель

Датчики-положения автомобиля

Барьерные ворота

Светофоры

Светодиодный дисплей

Устройство голосового управления

Камеры наблюдения

Центральная база данных или историк

ERP, MES, TOS или система управления производством

Платформа весов обычно должна сохранять локальный рабочий уровень. Если основной сервер SCADA или сеть объекта становятся недоступными, локальная система может продолжить запись одобренных транзакций и синхронизировать сохраненные данные после восстановления связи.

Три распространенных метода интеграции

1. Прямое соединение индикатора и SCADA.

В базовом приложении индикатор взвешивания отправляет текущий вес непосредственно в систему ПЛК или SCADA.

В зависимости от оборудования для подключения могут использоваться:

RS232

RS485

Ethernet

Модбус РТУ

Модбус TCP

Аналоговый выход, например 4–20 мА

Цифровые входные и выходные сигналы

Этот метод подходит, когда SCADA нужен только текущий вес и несколько сигналов состояния.

Это относительно простой метод, но он может не предоставлять полную информацию о транзакции, такую ​​как номер транспортного средства, материал, клиент, номер билета, оператор или история аудита.

 

2. Интеграция через локальное программное обеспечение для взвешивания

При таком расположении индикатор взвешивания отправляет данные на локальный промышленный компьютер, на котором установлено специальное программное обеспечение для взвешивания.

Программное обеспечение управляет процессом взвешивания и обменивается выбранной информацией со SCADA или другими системами управления через API, интерфейс базы данных или шлюз промышленной связи.

Этот метод лучше использовать, когда сайт требует:

Взвешивание брутто и тары

Автоматический расчет-веса нетто

Записи об автомобиле и водителях

Информация о материалах и поставщиках

Печать билетов

Доказательства камеры

Разрешения пользователя

Одобрение транзакции

Аудиторские журналы

Исторические отчеты

Локальное программное обеспечение для взвешивания становится системой учета транзакций, а SCADA получает информацию, необходимую для оперативного мониторинга.

 

3. Гибридная интеграция

Крупные порты и шахты часто используют гибридную архитектуру.

Вес и состояние оборудования-в режиме реального времени передаются в SCADA через ПЛК или промышленный шлюз. Полные записи транзакций передаются отдельно между программным обеспечением для взвешивания и операционной системой терминала, ERP, MES или производственной базой данных.

Такое расположение отделяет быстрые оперативные сигналы от деловых записей. Это также снижает риск прерывания работы SCADA, останавливающего всю деятельность по взвешиванию.

Протоколы связи, используемые в проектах весовых мостов

Выбор протокола должен основываться на существующей системе управления, необходимом объеме данных, политике кибербезопасности и расстоянии между устройствами.

Modbus RTU и Modbus TCP

Modbus широко используется для передачи значений веса и состояния оборудования между индикаторами, ПЛК и системами SCADA.

Modbus RTU обычно работает через последовательное соединение RS485. Modbus TCP использует промышленный Ethernet. Оба требуют документированной карты регистров, чтобы системный интегратор знал, где считывать значения веса, биты состояния и коды аварийных сигналов.

В карте реестра должно быть указано:

Зарегистрировать адрес

Тип данных

Порядок байтов

Десятичная позиция

Инженерный блок

Разрешение на чтение или запись

Частота обновления

Недопустимое-поведение данных.

Значение, правильно отображаемое на индикаторе взвешивания, все равно может быть неправильно интерпретировано SCADA, если порядок байтов, знак, десятичная позиция или единица измерения настроены неправильно.

ОПЦ ЮА

OPC UA часто выбирают для промышленных систем-поставщиков, поскольку он поддерживает структурированный обмен данными, совместимость и средства контроля безопасности.

Весам не обязательно нужен собственный выход OPC UA. ПЛК, пограничный шлюз или локальный сервер взвешивания могут собирать информацию о весе и предоставлять ее SCADA через сервер OPC UA.

OPC UA полезен, когда проекту необходимы четко названные точки данных, такие как:

Scale01.ЖивойВес

Scale01.WeightStable

Scale01.VehiclePresent

Scale01.BarrierOpen

Scale01.TransactionID

Масштаб01.Коммуникационная сигнализация

Значимые имена тегов упрощают ввод в эксплуатацию и дальнейшее обслуживание, чем список непонятных числовых регистров.

MQTT и API

MQTT или веб-API можно использовать, когда информацию о взвешивании необходимо передать на облачные платформы, информационные панели или корпоративные приложения.

MQTT использует модель публикации-и-подписки и полезен для распространения выбранных данных по нескольким авторизованным системам. API REST обычно используются для запросов транзакций, обмена основными-данными и интеграции-между-системами.

Эти интерфейсы не следует рассматривать как замену надежного локального уровня управления. Порты и шахты по-прежнему должны быть способны справляться с временными сбоями в работе Интернета или глобальной-сети.

Как работает интегрированный цикл взвешивания

Типичный цикл автоматического взвешивания может состоять из следующих шагов:

Датчик обнаруживает приближающийся грузовик.

Система считывает RFID-метку или номерной знак автомобиля.

SCADA или программное обеспечение для взвешивания проверяет авторизацию транспортного средства.

Шлагбаум открывается, и светофор направляет водителя.

Датчики положения подтверждают, что все транспортное средство находится на платформе весов.

Индикатор взвешивания отправляет сигнал о живом весе и стабильном-весе.

Как только вес стабилизируется, система фиксирует утвержденное значение.

Камеры сохраняют изображения, связанные с транзакцией.

Программное обеспечение для взвешивания создает запись транзакции.

Выходной шлагбаум открывается после завершения необходимых проверок.

После второго взвешивания программа рассчитывает вес нетто.

Итоговая запись отправляется в SCADA, ERP, MES, TOS или другую авторизованную систему.

Точная последовательность зависит от сайта. Порт может идентифицировать грузовик, контейнер и заказ на груз. Шахта может фиксировать грузовик, сорт материала, точку погрузки, пункт назначения и смену.

Какими данными следует обмениваться?

Распространенной ошибкой интегрирования является сосредоточение внимания только на значении веса. Полезная транзакция обычно требует как данных измерений, так и операционного контекста.

Прежде чем начать программирование, владелец, поставщик весов, интегратор SCADA и поставщик программного обеспечения должны утвердить общий список-точек данных.

Интеграция портовых весов

Портам необходимо быстро перемещать транспортные средства, сохраняя при этом контроль над грузом, доступом и документацией.

Интегрированные портовые весы могут связывать результаты взвешивания с:

Записи о встречах на воротах

Номера контейнеров

Заказы на груз

Ссылки на таможню или терминал

Расположение дворов

Разрешение на въезд и выезд

Терминальные операционные системы

Отчеты по счетам и логистике

SCADA может показать, доступны ли весы, заняты ли они, перегружены или отключены от сети. Операторы могут видеть очереди и сигналы тревоги оборудования, не посещая ворота.

Местная система взвешивания может подтвердить личность транспортного средства, собрать улики и заполнить протокол коммерческого взвешивания. Затем окончательную транзакцию можно перенести в терминал или бизнес-систему.

Поскольку портовая среда может включать соль, влажность и интенсивное движение, при планировании интеграции следует также учитывать защиту от коррозии, прокладку кабелей, защиту от перенапряжений, дренаж и безопасный доступ для технического обслуживания.

Интеграция весов для горнодобывающей промышленности

В горнодобывающих предприятиях используются мостовые весы для отслеживания руды, пустой породы, концентрата, топлива и других сыпучих материалов, перемещающихся между карьерами, перерабатывающими участками, складами и пунктами отправки.

Платформа для майнинга, подключенная к SCADA, может помочь диспетчерской контролировать:

Движение материалов по сменам

Грузовая деятельность

Доступность масштаба

События перегрузки

Ошибки связи

Статус загрузки и отправки

Данные о производстве по источникам и местам назначения

Данные весов также можно сравнить с записями погрузчика, общими данными конвейерных весов или оценками запасов. Однако эти измерительные системы работают по-разному, и не следует ожидать автоматического согласования. Во время сверки необходимо учитывать различия во временных периодах, влажности, потерях материала и методах измерения.

Горнодобывающие площадки часто имеют большие расстояния, пыль, вибрацию, воздействие молний и нестабильные условия сети. Поэтому важными частями проекта являются промышленное сетевое оборудование, защищенные кабельные трассы, защита от перенапряжения и локальная буферизация данных.

SCADA не заменяет требования законодательной метрологии

Подключение весов к SCADA само по себе не делает систему пригодной для законного-использования-в коммерческих целях.

Прибор для взвешивания, индикатор, установка и калибровка должны соответствовать применимым требованиям страны назначения и проекта. Если торговые операции зависят от измеренного значения, утвержденный вес должен быть получен от авторизованного прибора для взвешивания и защищен от несанкционированного изменения.

SCADA может отображать или сохранять утвержденный результат, но следует избегать неограниченной удаленной записи в протокол взвешивания.

Калибровку и тестирование связи также следует рассматривать как отдельные задачи. Успешное соединение Modbus или OPC UA подтверждает передачу данных; это не подтверждает точность взвешивания.

Кибербезопасность и контроль доступа

Подключенные весы становятся частью операционной технологической сети объекта. Поэтому доступ должен быть ограничен тем, что требуется приложению.

Рекомендуемые элементы управления включают в себя:

Отделение сети весов от сетей общего пользования и офисов

Использование межсетевых экранов или контролируемых промышленных шлюзов.

Разрешение только необходимых портов и протоколов

Применение разрешений пользователей-на основе ролей

Использование тегов SCADA-только для чтения, где это возможно.

Шифрование удаленных подключений

Запись изменений конфигурации и транзакций

Поддержание синхронизации системного времени

Резервное копирование локальных данных и конфигурации

Управление удаленным доступом поставщиков

Обновление утвержденных устройств в рамках процедуры управляемого обслуживания

Руководство CISA для промышленных систем управления уделяет особое внимание сетевой защите и контролируемому доступу для операционных технологических сред. Точный контроль должен соответствовать политике кибербезопасности владельца порта или шахты.

Важные вопросы перед интеграцией

Прежде чем выбрать метод связи с весами, команда проекта должна подтвердить:

Какой индикатор или весовой контроллер будет использоваться?

Какие интерфейсы связи доступны?

Какая платформа и версия SCADA установлена?

Требуется ли SCADA Modbus TCP, OPC UA или другой протокол?

Какие точки данных необходимы?

Разрешено ли SCADA отправлять команды системе взвешивания?

Какая система владеет официальной записью транзакций?

Должно ли взвешивание продолжаться во время сбоя в сети?

Как долго следует хранить локальные данные?

Включены ли камеры, RFID, шлагбаумы или светофоры?

Требуется ли интеграция с ERP, MES или TOS?

Какие правила кибербезопасности и законодательной метрологии применяются?

Кто будет выполнять калибровку и проверку в полевых условиях?

Каковы критерии приема FAT и SAT?

Четкие ответы на этом этапе предотвращают большинство задержек в интеграции.

Тестирование и ввод в эксплуатацию

Интерфейс SCADA весов должен быть протестирован перед отправкой, если это возможно, и снова проверен на месте.

Заводские приемочные испытания могут включать в себя:

Коммуникационная связь

Зарегистрируйтесь или отметьте верификацию

Положительные и отрицательные значения веса

Десятичное и подтверждение единиц измерения

Стабильный-сигнал веса

Состояние нуля и перегрузки

Моделирование сигналов тревоги

Поведение, связанное с потерей связи-

Локальное хранилище данных

Режим восстановления-питания

Приемочные испытания на месте должны подтвердить весь процесс эксплуатации автомобиля в реальных условиях эксплуатации.

Также важно тестировать нештатные ситуации. Например: что произойдет, если автомобиль уедет до того, как вес стабилизируется? Что произойдет, если камера отключена от сети? Может ли транзакция продолжиться, если сервер SCADA недоступен? Как предотвращается дублирование записей после синхронизации?

Эти тесты часто показывают больше, чем обычная демонстрация взвешивания.

Планирование проекта SCADA для надежных весовых мостов

Надежная интеграция начинается с четкого разделения обязанностей.

Поставщик весов должен определить доступные сигналы, интерфейс индикатора и логику взвешивания. Интегратор SCADA должен определить необходимые теги, стандарт связи и поведение диспетчерской-. Владелец сайта должен определить процесс транзакции, требования кибербезопасности и критерии приемки.

Для предварительного предложения по интеграции предоставьте:

Вместимость весов и размер платформы

Количество весов

Модель индикатора и порт связи

Марка и версия SCADA

Требуемый протокол связи

Список необходимых данных-точек

Процесс взвешивания автомобиля

Существующая сетевая схема

Требуемые периферийные устройства

Требования к интерфейсу ERP, MES или TOS

Компания Weight Worth поставляет индивидуальные весы для грузовых автомобилей, индикаторы взвешивания, автоматические системы взвешивания и интеграцию программного обеспечения-под конкретный проект для портов, горнодобывающих предприятий и других промышленных объектов.

Если вы планируете установить новые весы или вам необходимо подключить существующие весы к SCADA, отправьте нам текущий список оборудования и необходимый поток данных. Наша техническая команда может просмотреть интерфейс и порекомендовать подходящую архитектуру системы.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли подключить существующие весы к SCADA?

Во многих случаях да. Имеющийся индикатор необходимо сначала проверить на наличие доступных портов связи и протоколов. Если он не может напрямую взаимодействовать со SCADA, можно добавить ПЛК, преобразователь протоколов или промышленный шлюз.

Заменяет ли SCADA программное обеспечение для весов?

Обычно нет. SCADA предназначена для мониторинга технологических процессов и управления оборудованием. Специальное программное обеспечение для взвешивания обрабатывает записи транспортных средств, взвешивание брутто и тары, расчет веса нетто-, квитанции, изображения и контрольные журналы.

Является ли OPC UA лучше, чем Modbus TCP для весов?

Ни один из протоколов не всегда лучше. Modbus TCP прост и широко поддерживается для значений веса и сигналов состояния. OPC UA обеспечивает более структурированную модель данных и дополнительные возможности безопасности. Правильный выбор зависит от существующей архитектуры управления.

Что произойдет, если соединение SCADA прервется?

В идеале локальная система взвешивания должна продолжать работать и хранить транзакции локально. После восстановления соединения утвержденные записи можно синхронизировать по согласованным правилам.

Может ли SCADA управлять шлагбаумами и светофорами?

Да. Команды могут отправляться через ПЛК, контроллер взвешивания или локальную систему автоматизации. В схему управления следует включить защитные блокировки и процедуры ручного восстановления.

Что необходимо для начала интеграционной оценки?

Предоставьте модель индикатора, доступный интерфейс, платформу SCADA, необходимые точки данных, количество мостовых весов и описание процесса взвешивания автомобиля.

Универсальное решение для взвешивания

Пожалуйста, свяжитесь с нашим инженером, чтобы получить индивидуальное решение.

Отправить запрос сейчас