Egy forgalmas kikötői kapunál vagy bányafeladó pontnál a mérleg nem csak a jármű tömegét mutatja. Egy szélesebb működési rendszer részévé válik, amely magában foglalja a jármű azonosítását, az anyagkövetést, a forgalomirányítást, a gyártási jelentéseket és a berendezések megfigyelését.
A mérleg egy felügyeleti vezérlő és adatgyűjtő rendszerhez, közismert nevén SCADA-hoz csatlakoztatható mérlegjelzőn, PLC-n, ipari átjárón vagy helyi mérlegszerveren keresztül. A SCADA rendszer valós időben fogadja a súlyértékeket és a berendezés állapotát, míg a dedikált mérleg szoftver kezeli a tranzakciókat, jegyeket, járműnyilvántartásokat és ellenőrzési nyomvonalakat.
A legjobb integrációs terv attól függ, hogy a webhelynek mit kell vezérelnie, mely adatokat kell kicserélni, és hogy a mérlegnek tovább kell-e működnie, ha a hálózat nem elérhető.
Mi az a Weighbridge SCADA integráció?
A Weighbridge SCADA integráció egy teherautó-mérleg és a hozzá tartozó berendezések összekapcsolása egy üzemi -vagy terminál-szintű felügyeleti és vezérlőrendszerrel.
Egy tipikus integrált mérleg a SCADA számára a következőket kínálja:
A jármű élősúlya
Bruttó, tára és nettó tömeg
Stabil{0}}súlyállapot
Nulla és túlterhelés állapot
A jármű jelenléte és helyzete
Sorompó kapu állapota
Közlekedési lámpa-állapota
RFID vagy rendszámadatok
A tranzakció állapotának mérlegelése
Kommunikációs és eszközriasztások
A SCADA ezután megjelenítheti ezeket az információkat a kezelői képernyőn, riasztásokat generálhat, folyamatadatokat tárolhat, vagy koordinálhatja a mérleget más rendszerekkel.
Ez nem mindig jelenti azt, hogy a SCADA-nak le kell cserélnie a mérleg szoftvert. A legtöbb projektben a két rendszernek más-más felelősségi köre van.
A SCADA felügyeli a folyamatot és a berendezéseket. A súlymérő szoftver kezeli a kereskedelmi vagy operatív mérlegelési tranzakciót.
Tipikus Weighbridge-to-SCADA architektúra
A hagyományos analóg mérleg több mérőcellát használ a mérleg platform alá. Jeleiket egy csatlakozódobozban egyesítik, és egy mérlegjelzőre továbbítják. Digitális teherautó-mérlegben a mérőcellák digitálisan kommunikálhatnak a kijelzővel vagy a mérlegvezérlővel.
A jelző a mérőcella jeleit használható súlyértékké alakítja át. Ez az érték ezután átvihető PLC-re, átjáróra, ipari számítógépre vagy helyi szerverre.
Egy általános adatút a következő:
Terhelési cellák → Csatlakozódoboz → Súlyjelző → PLC vagy ipari átjáró → SCADA
Egy teljesebb, felügyelet nélküli mérlegrendszerhez az architektúra a következőket is tartalmazhatja:
Helyi mérleg számítógép
Rendszámfelismerő kamera
RFID olvasó
Jármű{0}}pozícióérzékelők
Sorompó kapuk
Közlekedési lámpák
LED kijelző
Hangos irányító eszköz
Térfigyelő kamerák
Központi adatbázis vagy történész
ERP, MES, TOS vagy termelésirányítási rendszer
A mérlegnek általában meg kell tartania a helyi működési réteget. Ha a fő SCADA szerver vagy a helyhálózat elérhetetlenné válik, a helyi rendszer folytathatja a jóváhagyott tranzakciók rögzítését és a tárolt adatok szinkronizálását a kommunikáció helyreállítása után.
Három közös integrációs módszer
1. Közvetlen kapcsolat a jelzőfény és a SCADA között
Egy alapalkalmazásban a mérlegjelző az aktuális súlyt közvetlenül egy PLC- vagy SCADA-rendszerbe küldi.
A berendezéstől függően a kapcsolat a következőket használhatja:
RS232
RS485
Ethernet
Modbus RTU
Modbus TCP
Analóg kimenet, például 4–20 mA
Digitális bemeneti és kimeneti jelek
Ez a módszer akkor megfelelő, ha a SCADA-nak csak az aktuális súlyra és több állapotjelzésre van szüksége.
Viszonylag egyszerű, de előfordulhat, hogy nem nyújt teljes körű tranzakciós információkat, például járműszámot, anyagot, vevőt, jegyszámot, üzemeltetőt vagy ellenőrzési előzményeket.
2. Integráció helyi mérleg szoftverrel
Ebben az elrendezésben a mérlegjelző adatokat küld egy helyi ipari számítógépnek, amely dedikált mérlegelési szoftvert futtat.
A szoftver kezeli a mérési folyamatot, és kicseréli a kiválasztott információkat a SCADA-val vagy más felügyeleti rendszerekkel API-n, adatbázis-interfészen vagy ipari kommunikációs átjárón keresztül.
Ez a módszer jobb, ha a webhely megköveteli:
Bruttó és tára mérés
Automatikus nettó{0}}súlyszámítás
Jármű- és vezetői nyilvántartások
Anyag- és szállítói információk
Jegynyomtatás
Kamera bizonyíték
Felhasználói engedélyek
Tranzakció jóváhagyása
Ellenőrzési nyomvonalak
Történelmi tudósítások
A helyi mérőszoftver válik a tranzakciós nyilvántartási rendszerré, míg a SCADA megkapja a működési felügyelethez szükséges információkat.
3. Hibrid integráció
A nagy kikötők és bányák gyakran hibrid architektúrát használnak.
A valós idejű tömeg és felszerelés állapota PLC-n vagy ipari átjárón keresztül kerül elküldésre a SCADA-nak. A teljes tranzakciós rekordokat külön cserélik a mérleg szoftver és a terminál operációs rendszer, ERP, MES vagy termelési adatbázis között.
Ez az elrendezés elkülöníti a gyors működési jeleket az üzleti nyilvántartásoktól. Csökkenti annak kockázatát is, hogy a SCADA megszakítása leállítson minden mérési tevékenységet.
A Weighbridge projektekben használt kommunikációs protokollok
A protokoll kiválasztásának a meglévő vezérlőrendszeren, a szükséges adatmennyiségen, a kiberbiztonsági szabályzaton és az eszközök közötti távolságon kell alapulnia.
Modbus RTU és Modbus TCP
A Modbus széles körben használatos a súlyértékek és a berendezés állapotának átvitelére az indikátorok, PLC-k és SCADA rendszerek között.
A Modbus RTU általában RS485 soros kapcsolaton keresztül fut. A Modbus TCP ipari Ethernetet használ. Mindkettő dokumentált regisztertérképet igényel, így a rendszerintegrátor tudja, hol olvassa le a súlyértékeket, az állapotbiteket és a riasztási kódokat.
A nyilvántartási térképen fel kell tüntetni:
Regisztrációs cím
Adattípus
Byte sorrend
Tizedes pozíció
Mérnöki egység
Olvasási vagy írási engedély
Frissítési gyakoriság
Érvénytelen{0}}adatviselkedés
A mérlegjelzőn helyesen megjelenített értéket a SCADA továbbra is hibásan értelmezheti, ha a bájtsorrend, előjel, tizedespont vagy mértékegység nincs megfelelően konfigurálva.
OPC UA
Az OPC UA-t gyakran választják több{0}}gyártós ipari rendszerekhez, mert támogatja a strukturált adatcserét, az interoperabilitást és a biztonsági ellenőrzéseket.
A mérlegnek nem feltétlenül van szüksége natív OPC UA kimenetre. Egy PLC, peremátjáró vagy helyi mérlegszerver összegyűjtheti a súlyinformációkat, és egy OPC UA-szerveren keresztül a SCADA-nak kiteheti.
Az OPC UA akkor hasznos, ha a projektnek világosan megnevezett adatpontokra van szüksége, például:
Scale01.LiveWeight
Scale01.WeightStable
Scale01.VehiclePresent
Scale01.BarrierOpen
Scale01.TransactionID
Scale01.CommunicationAlarm
Az értelmes címkenevek megkönnyítik az üzembe helyezést és a jövőbeni karbantartást, mint a megmagyarázhatatlan numerikus regiszterek listája.
MQTT és API-k
MQTT vagy webes API-k használhatók, amikor a mérési információkat felhőplatformokra, műszerfalakra vagy vállalati alkalmazásokra kell átvinni.
Az MQTT közzétételi-és-előfizetési modellt használ, és hasznos a kiválasztott adatok több engedélyezett rendszer számára történő terjesztéséhez. A REST API-kat általában tranzakciólekérdezésekre, fő-adatcserére és rendszer-rendszer--integrációra használják.
Ezeket az interfészeket nem szabad egy megbízható helyi vezérlőréteg helyettesítőjeként kezelni. A portoknak és bányáknak továbbra is képesnek kell lenniük az átmeneti internet- vagy nagy kiterjedésű{1}}hálózati hibák kezelésére.
Hogyan működik az integrált mérlegelési ciklus
Egy tipikus automatikus mérési ciklus a következő lépéseket követheti:
Egy érzékelő érzékeli a közeledő teherautót.
A rendszer beolvassa a jármű RFID címkéjét vagy rendszámát.
A SCADA vagy a mérleg szoftver ellenőrzi, hogy a jármű engedélyezett-e.
Kinyílik a beléptető sorompó, és a jelzőlámpa irányítja a vezetőt.
A helyzetérzékelők megerősítik, hogy az egész jármű a mérlegen van.
A mérésjelző az élősúlyt és a stabil{0}}súly jelet küldi.
Ha a súly stabilizálódik, a rendszer rögzíti a jóváhagyott értéket.
A kamerák elmentik a tranzakcióhoz kapcsolódó képeket.
A mérleg szoftver létrehozza a tranzakciós rekordot.
A kijárati sorompó a szükséges ellenőrzések befejezése után kinyílik.
A második mérés után a szoftver kiszámítja a nettó súlyt.
A végső rekordot elküldi a SCADA, ERP, MES, TOS vagy más engedélyezett rendszernek.
A pontos sorrend helyenként változik. Egy kikötő azonosíthatja a teherautó-, konténer- és rakományrendelést. A bánya rögzítheti a teherautót, az anyagminőséget, a berakodási pontot, a célállomást és a műszakot.
Milyen adatokat kell cserélni?
Gyakori integrációs hiba, hogy csak a súlyértékre koncentrálunk. Egy hasznos tranzakcióhoz általában mérési adatokra és működési kontextusra is szükség van.
| Adatcsoport | Tipikus adatpontok |
|---|---|
| Súly | Élősúly, bruttó, tára, nettó, mértékegység, stabil állapot |
| Jármű | Rendszám, RFID, kamionazonosító, pótkocsi azonosító |
| Anyag | Anyagkód, leírás, évfolyam, forrás, rendeltetési hely |
| Tranzakció | Jegyszám, tranzakcióazonosító, első és második súly |
| Idő | Érkezési, mérlegelési és indulási időbélyegek |
| Felszerelés | Sorompó, közlekedési lámpa, kamera és érzékelő állapota |
| Riasztások | Túlterhelés, instabil súly, kommunikációvesztés, készülékhiba |
| Bizonyíték | Képek, videó hivatkozások és kezelői megjegyzések |
A programozás megkezdése előtt a tulajdonosnak, a mérlegbeszállítónak, a SCADA-integrátornak és a szoftverszolgáltatónak jóvá kell hagynia egy közös adat{0}}pontlistát.
Port Weighbridge integráció
A kikötőknek gyorsan kell mozgatniuk a járműveket, miközben ellenőrizni kell a rakományt, a hozzáférést és a dokumentációt.
A beépített port mérleg a mérési eredményeket a következőkhöz tudja csatlakoztatni:
Kapu előjegyzési jegyzőkönyvek
Konténerszámok
Rakomány megrendelések
Vám- vagy terminálreferenciák
Udvari helyek
Be- és kilépési engedély
Terminál operációs rendszerek
Számlázási és logisztikai nyilvántartások
A SCADA képes megmutatni, hogy elérhető-e a mérleg, foglalt, túlterhelt vagy offline. Az üzemeltetők a kapu felkeresése nélkül láthatják a sorokat és a berendezések riasztásait.
A helyi mérlegrendszer meg tudja erősíteni a jármű azonosságát, rögzíteni tudja a bizonyítékokat és kiegészíti a kereskedelmi mérlegelési nyilvántartást. A végső tranzakció ezután átvihető a terminálra vagy az üzleti rendszerre.
Mivel a kikötői környezet sót, nedvességet és nagy forgalmat tartalmazhat, az integráció tervezésénél figyelembe kell venni a korrózióvédelmet, a kábelvezetést, a túlfeszültség elleni védelmet, a vízelvezetést és a biztonságos karbantartási hozzáférést is.
Bányászati súlyhíd integráció
A bányászati műveletek mérlegeket használnak az ércek, hulladékkőzetek, koncentrátumok, üzemanyagok és egyéb ömlesztett anyagok nyomon követésére a bányák, feldolgozó területek, készletek és feladóhelyek között.
A SCADA-hoz csatlakoztatott bányászati mérleg segíthet a vezérlőterem monitorozásában:
Anyagmozgások műszakban
Teherautó tevékenység
Skála elérhetősége
Túlterheléses események
Kommunikációs hibák
Betöltés és kiszállítás állapota
Gyártási adatok forrás és rendeltetési hely szerint
A mérlegadatok összehasonlíthatók a rakodórekordokkal, a szalagmérleg-összegekkel vagy a készletbecslésekkel is. Ezek a mérőrendszerek azonban eltérően működnek, és nem várható el, hogy automatikusan illeszkedjenek. Az egyeztetés során figyelembe kell venni az időtartamok, a nedvesség, az anyagveszteség és a mérési módszerek eltéréseit.
A bányászati területeken gyakran nagy távolságok, por, vibráció, villámlás és instabil hálózati feltételek vannak. Az ipari hálózati berendezések, a védett kábelutak, a túlfeszültség-védelem és a helyi adatpufferelés ezért fontos részei a tervezésnek.
A SCADA nem helyettesíti a törvényes metrológiai követelményeket
A mérleg SCADA-hoz való csatlakoztatása önmagában még nem teszi alkalmassá a rendszert legális-kereskedelmi-használatra.
A mérlegnek, indikátornak, telepítésnek és kalibrálásnak továbbra is meg kell felelnie a célország és a projekt vonatkozó követelményeinek. Ha a kereskedelmi ügyletek a mért értéktől függenek, a jóváhagyott súlynak az engedélyezett mérlegből kell származnia, és védve kell lennie a jogosulatlan változtatásokkal szemben.
A SCADA megjelenítheti vagy tárolhatja a jóváhagyott eredményt, de kerülni kell a korlátlan távoli írást a mérési jegyzőkönyvbe.
A kalibrálást és a kommunikáció tesztelését is külön feladatként kell kezelni. A sikeres Modbus vagy OPC UA kapcsolat megerősíti az adatátvitelt; nem erősíti meg a mérési pontosságot.
Kiberbiztonság és hozzáférés-szabályozás
A csatlakoztatott mérleg a telephely üzemeltetési technológiai hálózatának részévé válik. A hozzáférést ezért arra kell korlátozni, amit az alkalmazás megkövetel.
A javasolt vezérlők a következők:
A mérleghálózat elkülönítése a nyilvános és irodai hálózatoktól
Tűzfalak vagy ellenőrzött ipari átjárók használata
Csak a szükséges portok és protokollok engedélyezése
Szerepkör{0}}alapú felhasználói engedélyek alkalmazása
Lehetőség szerint csak olvasható{0}}SCADA-címkéket használjon
Távoli kapcsolatok titkosítása
Konfigurációs és tranzakciós változások rögzítése
A szinkronizált rendszeridő fenntartása
Helyi adatok és konfiguráció biztonsági mentése
A szállítói távoli hozzáférés vezérlése
Jóváhagyott eszközök frissítése irányított karbantartási eljárás keretében
Az ipari vezérlőrendszerekre vonatkozó CISA-útmutató a hálózatvédelmet és az operatív technológiai környezetek ellenőrzött hozzáférését hangsúlyozza. A pontos ellenőrzéseknek követniük kell a kikötő vagy bányatulajdonos kiberbiztonsági politikáját.
Fontos kérdések az integráció előtt
A mérleg kommunikációs módszerének kiválasztása előtt a projektcsapatnak meg kell erősítenie:
Milyen jelzőt vagy mérlegszabályzót használnak majd?
Milyen kommunikációs felületek állnak rendelkezésre?
Melyik SCADA platform és verzió van telepítve?
A SCADA-hoz Modbus TCP, OPC UA vagy más protokoll szükséges?
Milyen adatpontokra van szükség?
A SCADA küldhet parancsokat a mérőrendszernek?
Melyik rendszer birtokolja a hivatalos tranzakciós rekordot?
Folytatni kell a mérlegelést hálózati kimaradás esetén?
Mennyi ideig kell megőrizni a helyi adatokat?
Kamerák, RFID, sorompók vagy közlekedési lámpák vannak benne?
Szükséges az integráció az ERP-vel, MES-szel vagy TOS-szal?
Milyen kiberbiztonsági és jogi metrológiai szabályok érvényesek?
Ki fogja elvégezni a terepi kalibrálást és ellenőrzést?
Mik a FAT és SAT elfogadási kritériumai?
Az ebben a szakaszban adott egyértelmű válaszok megakadályozzák a legtöbb integrációs késést.
Tesztelés és üzembe helyezés
A mérleg SCADA interfészt a szállítás előtt tesztelni kell, és újra ellenőrizni kell a helyszínen.
A gyári átvételi teszt a következőket tartalmazhatja:
Kommunikációs kapcsolat
Regisztráció vagy címkézés ellenőrzése
Pozitív és negatív súlyértékek
Tizedes és mértékegység megerősítése
Stabil{0}}súlyjel
Nulla és túlterhelés állapot
Riasztás szimuláció
Kommunikációs-veszteség
Helyi adattárolás
Az energia{0}}helyreállítási viselkedés
A helyszíni átvételi tesztelésnek meg kell erősítenie a jármű teljes folyamatát a tényleges működési körülmények között.
Fontos a rendellenes helyzetek tesztelése is. Például: Mi történik, ha a jármű a súly stabilizálódása előtt indul el? Mi történik, ha a kamera offline állapotban van? Folytatódhat a tranzakció, ha a SCADA szerver nem elérhető? Hogyan akadályozható meg a rekord ismétlődése a szinkronizálás után?
Ezek a tesztek gyakran többet tárnak fel, mint egy normál mérlegelési bemutató.
Megbízható Weighbridge SCADA projekt tervezése
A megbízható integráció a felelősségek egyértelmű megosztásával kezdődik.
A mérleg szállítójának meg kell határoznia az elérhető jeleket, a kijelző interfészt és a mérlegelési logikát. A SCADA-integrátornak meg kell határoznia a szükséges címkéket, a kommunikációs szabványt és a helyiségek viselkedését. A webhely tulajdonosának meg kell határoznia a tranzakció folyamatát, a kiberbiztonsági követelményeket és az elfogadási feltételeket.
Az előzetes integrációs javaslathoz adja meg:
Mérleg kapacitása és platform mérete
Mérlegek száma
Kijelző modell és kommunikációs port
SCADA márka és verzió
Szükséges kommunikációs protokoll
Szükséges adatok{0}}pontlista
Járműmérési folyamat
Meglévő hálózati diagram
Szükséges perifériák
ERP, MES vagy TOS interfész követelmények
A Weight Worth személyre szabott teherautó-mérlegeket, mérlegjelzőket, felügyelet nélküli mérlegrendszereket és projekt{0}}specifikus szoftverintegrációt kínál kikötőkhöz, bányászati műveletekhez és más ipari területekhez.
Ha új mérleget tervez, vagy meglévő mérleget kell csatlakoztatnia a SCADA-hoz, küldje el nekünk aktuális felszereléslistáját és a szükséges adatfolyamot. Technikai csapatunk át tudja tekinteni a felületet, és megfelelő rendszerarchitektúrát ajánl.
Gyakran Ismételt Kérdések
Csatlakoztatható egy meglévő mérleg a SCADA-hoz?
Sok esetben igen. A meglévő jelzőt először ellenőrizni kell az elérhető kommunikációs portok és protokollok tekintetében. Ha nem tud közvetlenül kommunikálni a SCADA-val, PLC, protokoll konverter vagy ipari átjáró is hozzáadható.
A SCADA leváltja a mérleg szoftvert?
Általában nem. A SCADA-t folyamatfelügyeletre és berendezések vezérlésére tervezték. A dedikált mérőszoftver kezeli a járműnyilvántartást, a bruttó és táramérést, a nettó-súlyszámítást, a jegyeket, képeket és ellenőrzési nyomvonalakat.
Az OPC UA jobb, mint a Modbus TCP a mérleghez?
Egyik protokoll sem mindig jobb. A Modbus TCP egyszerű és széles körben támogatott súlyértékek és állapotjelek esetében. Az OPC UA strukturáltabb adatmodellt és további biztonsági lehetőségeket biztosít. A helyes választás a meglévő vezérlési architektúrától függ.
Mi történik, ha a SCADA kapcsolat meghibásodik?
A helyi mérlegrendszernek ideális esetben tovább kell működnie, és helyben kell tárolnia a tranzakciókat. A kapcsolat helyreállítása után a jóváhagyott rekordok szinkronizálhatók az elfogadott szabályok szerint.
A SCADA képes irányítani a sorompókat és a közlekedési lámpákat?
Igen. A parancsok elküldhetők PLC-n, mérlegvezérlőn vagy helyi automatizálási rendszeren keresztül. A biztonsági reteszeket és a kézi helyreállítási eljárásokat bele kell foglalni a vezérlési tervbe.
Mi szükséges az integrációs felmérés megkezdéséhez?
Adja meg az indikátor modelljét, az elérhető interfészt, a SCADA platformot, a szükséges adatpontokat, a mérlegek számát és a jármű mérési folyamatának leírását.
Egyablakos mérlegelési megoldás
Kérjük, forduljon mérnökünkhöz, hogy személyre szabott megoldást kapjon.
