En una porta de port ocupada o en un punt d'enviament d'una mina, una bàscula fa més que mostrar el pes d'un vehicle. Passa a formar part d'un sistema operatiu més ampli que inclou identificació de vehicles, seguiment de materials, control de trànsit, informes de producció i monitorització d'equips.
Una bàscula es pot connectar a un sistema de control de supervisió i adquisició de dades, comunament conegut com SCADA, mitjançant un indicador de pesatge, PLC, passarel·la industrial o servidor de pesatge local. El sistema SCADA rep els valors de pes i l'estat de l'equip en temps real, mentre que el programari de pesatge dedicat gestiona transaccions, bitllets, registres de vehicles i pistes d'auditoria.
El millor disseny d'integració depèn del que el lloc ha de controlar, quines dades s'han d'intercanviar i si la bàscula ha de continuar funcionant quan la xarxa no està disponible.
Què és la integració SCADA de Weighbridge?
La integració SCADA de Weighbridge és la connexió d'una bàscula de camió i els seus equips associats a un sistema de control i control d'-ample o de terminal-.
Un pont de bàscula integrat típic pot proporcionar SCADA amb:
Pes viu del vehicle
Pes brut, tara i net
Estat de pes-estable
Estat zero i sobrecàrrega
Presència i posició del vehicle
Estat de la barrera
Estat del-semàfor
Dades RFID o matrícula
Pesatge de l'estat de la transacció
Comunicació i alarmes de dispositius
Aleshores, SCADA pot mostrar aquesta informació en una pantalla d'operador, generar alarmes, emmagatzemar dades de procés o coordinar la bàscula amb altres sistemes.
Això no sempre vol dir que SCADA hagi de substituir el programari de pesatge. En la majoria de projectes, els dos sistemes tenen responsabilitats diferents.
SCADA supervisa el procés i els equips. El programari de pesatge gestiona la transacció comercial o operativa de pesatge.
Bàscula típica-a-Arquitectura SCADA
Una bàscula analògica convencional utilitza diverses cèl·lules de càrrega instal·lades sota la plataforma de la bàscula. Els seus senyals es combinen en una caixa de connexió i es transmeten a un indicador de pesatge. En una bàscula de camió digital, les cèl·lules de càrrega poden comunicar-se digitalment amb l'indicador o el controlador de pesatge.
L'indicador converteix els senyals de la cèl·lula de càrrega en un valor de pes utilitzable. Aquest valor es pot transferir a un PLC, passarel·la, ordinador industrial o servidor local.
Una ruta de dades comú és:
Cèl·lules de càrrega → Caixa de connexió → Indicador de pesatge → PLC o passarel·la industrial → SCADA
Per a un sistema de pesatge sense vigilància més complet, l'arquitectura també pot incloure:
Ordinador local de pesatge
Càmera de reconeixement de matrícules
Lector RFID
Sensors de posició-vehicles
Portes de barrera
Semàfors
Pantalla LED
Dispositiu de guia per veu
Càmeres de vigilància
Base de dades central o historiador
ERP, MES, TOS o sistema de gestió de producció
La bàscula normalment hauria de conservar una capa de funcionament local. Si el servidor SCADA principal o la xarxa del lloc no estan disponibles, el sistema local pot continuar registrant les transaccions aprovades i sincronitzar les dades emmagatzemades després de restablir la comunicació.
Tres mètodes comuns d'integració
1. Connexió directa entre l'indicador i SCADA
En una aplicació bàsica, l'indicador de pesatge envia el pes actual directament a un sistema PLC o SCADA.
Depenent de l'equip, la connexió pot utilitzar:
RS232
RS485
Ethernet
Modbus RTU
Modbus TCP
Sortida analògica com ara 4–20 mA
Senyals d'entrada i sortida digitals
Aquest mètode és adequat quan SCADA només necessita el pes actual i diversos senyals d'estat.
És relativament senzill, però pot ser que no proporcioni informació completa de la transacció, com ara el número de vehicle, el material, el client, el número de bitllet, l'operador o l'historial d'auditoria.
2. Integració mitjançant programari de pesatge local
En aquesta disposició, l'indicador de pesatge envia dades a un ordinador industrial local que executa un programari de pesatge dedicat.
El programari gestiona el procés de pesatge i intercanvia informació seleccionada amb SCADA o altres sistemes de gestió mitjançant una API, una interfície de base de dades o una passarel·la de comunicació industrial.
Aquest mètode és millor quan el lloc requereix:
Pesatge brut i tara
Càlcul automàtic-del pes net
Expedients del vehicle i del conductor
Informació del material i del proveïdor
Impressió de bitllets
Evidència de càmera
Permisos d'usuari
Aprovació de la transacció
Pistes d'auditoria
Informes històrics
El programari de pesatge local es converteix en el sistema de registre de transaccions, mentre que SCADA rep la informació necessària per al seguiment operatiu.
3. Integració híbrida
Els grans ports i mines sovint utilitzen una arquitectura híbrida.
El pes-en temps real i l'estat de l'equip s'envien a SCADA mitjançant un PLC o passarel·la industrial. Els registres de transaccions complets s'intercanvien per separat entre el programari de pesatge i un sistema operatiu de terminal, ERP, MES o base de dades de producció.
Aquesta disposició separa els senyals operatius ràpids dels registres comercials. També redueix el risc que una interrupció SCADA atura tota l'activitat de pesatge.
Protocols de comunicació utilitzats en projectes de bàscula
La selecció del protocol s'ha de basar en el sistema de control existent, el volum de dades requerit, la política de ciberseguretat i la distància entre dispositius.
Modbus RTU i Modbus TCP
Modbus s'utilitza àmpliament per transferir valors de pes i estat de l'equip entre indicadors, PLC i sistemes SCADA.
Modbus RTU normalment funciona mitjançant una connexió sèrie RS485. Modbus TCP utilitza Ethernet industrial. Tots dos requereixen un mapa de registre documentat perquè l'integrador del sistema sàpiga on llegir els valors de pes, els bits d'estat i els codis d'alarma.
El mapa del registre ha de constar:
Adreça de registre
Tipus de dades
Ordre de bytes
Posició decimal
Unitat d'enginyeria
Permís de lectura o escriptura
Freqüència d'actualització
Comportament de dades-no vàlid
Un valor que es mostra correctament a l'indicador de pesatge encara pot ser interpretat incorrectament per SCADA si l'ordre dels bytes, el signe, la posició decimal o la unitat de mesura no està configurat correctament.
OPC UA
Sovint, OPC UA es selecciona per a sistemes industrials de diversos-proveïdors perquè admet l'intercanvi de dades estructurades, la interoperabilitat i els controls de seguretat.
La bàscula no necessita necessàriament una sortida OPC UA nativa. Un PLC, una passarel·la perifèrica o un servidor de pesatge local poden recollir la informació de pes i exposar-la a SCADA mitjançant un servidor OPC UA.
OPC UA és útil quan el projecte necessita punts de dades clarament denominats, com ara:
Escala01.LiveWeight
Escala01.PesEstable
Escala01.VehiclePresent
Escala01.BarreraObert
Scale01.TransactionID
Escala01.ComunicacióAlarma
Els noms d'etiquetes significatius faciliten la posada en marxa i el manteniment futur que una llista de registres numèrics inexplicables.
MQTT i API
Es poden utilitzar MQTT o API web quan la informació de pesatge s'ha de transferir a plataformes en núvol, taulers de control o aplicacions empresarials.
MQTT utilitza un model de publicació-i-subscripció i és útil per distribuir les dades seleccionades a diversos sistemes autoritzats. Les API REST s'utilitzen habitualment per a consultes de transaccions,-intercanvi de dades mestres i integració-de sistema a-.
Aquestes interfícies no s'han de tractar com a substituts d'una capa de control local fiable. Els ports i les mines encara han de poder gestionar errors temporals d'Internet o de la xarxa-àmplia.
Com funciona un cicle de pesatge integrat
Un cicle de pesatge automàtic típic pot seguir aquests passos:
Un sensor detecta un camió que s'acosta.
El sistema llegeix l'etiqueta RFID o la matrícula del vehicle.
SCADA o el programari de pesatge comprova si el vehicle està autoritzat.
La barrera d'entrada s'obre i el semàfor guia el conductor.
Els sensors de posició confirmen que tot el vehicle està a la bàscula.
L'indicador de pesatge envia el senyal de pes viu i de pes estable-.
Un cop el pes és estable, el sistema captura el valor aprovat.
Les càmeres guarden imatges associades a la transacció.
El programari de pesatge crea un registre de transaccions.
La barrera de sortida s'obre un cop finalitzades les comprovacions requerides.
Després del segon pesatge, el programari calcula el pes net.
El registre final s'envia a SCADA, ERP, MES, TOS o un altre sistema autoritzat.
La seqüència exacta varia segons el lloc. Un port pot identificar el camió, el contenidor i la comanda de càrrega. Una mina pot registrar el camió, la qualitat del material, el punt de càrrega, la destinació i el torn.
Quines dades s'han d'intercanviar?
Un error comú d'integració és centrar-se només en el valor del pes. Una transacció útil normalment requereix dades de mesura i context operatiu.
| Grup de dades | Punts de dades típics |
|---|---|
| Pes | Pes viu, brut, tara, net, unitat, estat estable |
| Vehicle | Número de placa, RFID, identificació del camió, identificació del remolc |
| Material | Codi del material, descripció, grau, font, destinació |
| Transacció | Número de bitllet, identificador de transacció, primer i segon pes |
| Temps | Segells d'arribada, pesatge i sortida |
| Equipament | Barrera, semàfor, càmera i estat del sensor |
| Alarmes | Sobrecàrrega, pes inestable, pèrdua de comunicació, fallada del dispositiu |
| Evidència | Imatges, referències de vídeo i comentaris de l'operador |
Abans de començar la programació, el propietari, el proveïdor de bàscula, l'integrador SCADA i el proveïdor de programari haurien d'aprovar una llista comuna de dades-de punts.
Integració de bàscula portuària
Els ports han de moure els vehicles ràpidament mantenint el control de la càrrega, l'accés i la documentació.
Una bàscula de port integrat pot connectar els resultats de pesatge amb:
Registres de cites a la porta
Números de contenidors
Comandes de càrrega
Referències duaneres o terminals
Ubicacions del pati
Autorització d'entrada i sortida
Sistemes operatius terminals
Registres de facturació i logística
SCADA pot mostrar si una bàscula està disponible, ocupada, sobrecarregada o fora de línia. Els operadors poden veure les cues i les alarmes dels equips sense visitar la porta.
El sistema de pesatge local pot confirmar la identitat del vehicle, capturar proves i completar el registre de pesatge comercial. La transacció final es pot transferir a la terminal o al sistema empresarial.
Com que els entorns portuaris poden incloure sal, humitat i trànsit intens, la planificació d'integració també hauria de tenir en compte la protecció contra la corrosió, l'encaminament de cables, la protecció contra sobretensions, el drenatge i l'accés de manteniment segur.
Integració de bàscula minera
Les operacions mineres utilitzen bàscules per fer el seguiment de minerals, roques residuals, concentrats, combustibles i altres materials a granel que es mouen entre fosses, àrees de processament, emmagatzematge i punts d'expedició.
Una bàscula de mineria connectada a SCADA pot ajudar a controlar la sala de control:
Moviments materials per torn
Activitat de camions
Disponibilitat d'escala
Esdeveniments de sobrecàrrega
Falles de comunicació
Estat de càrrega i enviament
Dades de producció per font i destinació
Les dades de la bàscula també es poden comparar amb els registres de la carregadora, els totals de la bàscula de la cinta o les estimacions d'existències. Tanmateix, aquests sistemes de mesura funcionen de manera diferent i no s'ha d'esperar que coincideixin automàticament. Durant la conciliació s'han de tenir en compte les diferències en períodes de temps, humitat, pèrdua de material i mètodes de mesura.
Les mines solen tenir distàncies llargues, pols, vibracions, exposició a llamps i condicions de xarxa inestables. Per tant, els equips de xarxa industrial, les rutes de cables protegides, la protecció contra sobretensions i la memòria intermèdia local de dades són parts importants del disseny.
SCADA no substitueix els requisits legals de metrologia
Connectar una bàscula a SCADA no fa que el sistema sigui adequat per a un ús legal-per-comerç.
L'instrument de pesatge, l'indicador, la instal·lació i el calibratge encara han de complir els requisits aplicables del país i del projecte de destinació. Quan les transaccions comercials depenguin del valor mesurat, el pes aprovat hauria de provenir de l'instrument de pesatge autoritzat i estar protegit contra alteracions no autoritzades.
SCADA pot mostrar o emmagatzemar el resultat aprovat, però s'ha d'evitar l'escriptura remota sense restriccions al registre de pesatge.
Les proves de calibratge i comunicació també s'han de tractar com a tasques separades. Una connexió Modbus o OPC UA correcta confirma la transferència de dades; no confirma la precisió del pesatge.
Ciberseguretat i control d'accés
Una bàscula connectada passa a formar part de la xarxa de tecnologia operativa del lloc. Per tant, l'accés ha de limitar-se al que requereix l'aplicació.
Els controls recomanats inclouen:
Separació de la xarxa de bàscula de les xarxes públiques i d'oficines
Ús de tallafocs o passarel·les industrials controlades
Només permeten els ports i protocols necessaris
S'estan aplicant permisos d'usuari basats en rol-
Utilitzeu etiquetes SCADA de només lectura-si sigui possible
Encriptació de connexions remotes
Enregistrament de la configuració i canvis de transaccions
Manteniment de l'hora del sistema sincronitzada
Còpia de seguretat de dades i configuració locals
Control de l'accés remot del proveïdor
Actualització dels dispositius aprovats sota un procediment de manteniment gestionat
La guia de CISA per a sistemes de control industrial fa èmfasi en la protecció de la xarxa i l'accés controlat per a entorns tecnològics operatius. Els controls precisos han de seguir la política de ciberseguretat del propietari del port o de la mina.
Preguntes importants abans de la integració
Abans de seleccionar el mètode de comunicació de la bàscula, l'equip del projecte hauria de confirmar:
Quin indicador o controlador de pesatge s'utilitzarà?
Quines interfícies de comunicació estan disponibles?
Quina plataforma SCADA i quina versió estan instal·lades?
SCADA requereix Modbus TCP, OPC UA o un altre protocol?
Quins punts de dades són necessaris?
Es pot SCADA enviar ordres al sistema de pesatge?
Quin sistema és propietari del registre oficial de transaccions?
El pesatge ha de continuar durant una interrupció de la xarxa?
Quant de temps s'han de conservar les dades locals?
S'inclouen càmeres, RFID, barreres o semàfors?
És necessària la integració amb ERP, MES o TOS?
Quines normes de ciberseguretat i metrologia legal s'apliquen?
Qui realitzarà el calibratge i la verificació de camp?
Quins són els criteris d'acceptació de FAT i SAT?
Les respostes clares en aquesta etapa eviten la majoria dels retards d'integració.
Prova i posada en marxa
Una interfície SCADA de bàscula s'hauria de provar abans de l'enviament quan sigui pràctic i verificar-se de nou al lloc.
Les proves d'acceptació de fàbrica poden incloure:
Connexió de comunicació
Registre o verificació d'etiquetes
Valors de pes positius i negatius
Confirmació de decimals i unitats
Senyal de pes-estable
Estat zero i sobrecàrrega
Simulació d'alarma
Comportament de pèrdua{0}}de comunicació
Emmagatzematge local de dades
Comportament-de recuperació d'energia
Les proves d'acceptació del lloc haurien de confirmar el procés complet del vehicle en condicions de funcionament reals.
També és important provar situacions anormals. Per exemple: Què passa si el vehicle surt abans que el pes s'estabilitzi? Què passa si la càmera està fora de línia? Pot continuar una transacció si el servidor SCADA no està disponible? Com s'eviten els registres duplicats després de la sincronització?
Aquestes proves sovint revelen més que una demostració de pesatge normal.
Planificació d'un projecte SCADA de bàscula fiable
La integració fiable comença amb una clara divisió de responsabilitats.
El proveïdor de bàscula ha de definir els senyals disponibles, la interfície de l'indicador i la lògica de pesatge. L'integrador SCADA ha de definir les etiquetes necessàries, l'estàndard de comunicació i el comportament-de la sala de control. El propietari del lloc ha de definir el procés de transacció, els requisits de ciberseguretat i els criteris d'acceptació.
Per a una proposta d'integració preliminar, proporcioneu:
Capacitat de la bàscula i mida de la plataforma
Nombre de bàscules
Model d'indicador i port de comunicació
Marca i versió SCADA
Protocol de comunicació requerit
Dades requerides-llista de punts
Procés de pesatge del vehicle
Diagrama de xarxa existent
Dispositius perifèrics necessaris
Requisits d'interfície ERP, MES o TOS
Weight Worth ofereix bàscules personalitzades per a camions, indicadors de pesatge, sistemes de pesatge sense vigilància i integració de programari-específic de projectes per a ports, operacions mineres i altres llocs industrials.
Si està planejant una bàscula nova o necessita connectar una bàscula existent a SCADA, envieu-nos la vostra llista d'equips actuals i el flux de dades necessari. El nostre equip tècnic pot revisar la interfície i recomanar una arquitectura de sistema adequada.
Preguntes freqüents
Es pot connectar una bàscula existent a SCADA?
En molts casos, sí. Primer s'ha de comprovar l'indicador existent per als ports i protocols de comunicació disponibles. Si no es pot comunicar directament amb SCADA, es pot afegir un PLC, convertidor de protocols o passarel·la industrial.
SCADA substitueix el programari de bàscula?
Normalment no. SCADA està dissenyat per al seguiment de processos i control d'equips. El programari de pesatge dedicat gestiona els registres del vehicle, el pes brut i de tara, el càlcul de pes-net, els bitllets, les imatges i les pistes d'auditoria.
És millor OPC UA que Modbus TCP per a una bàscula?
Cap dels dos protocols sempre és millor. Modbus TCP és senzill i àmpliament compatible amb valors de pes i senyals d'estat. OPC UA proporciona un model de dades més estructurat i capacitats de seguretat addicionals. L'elecció correcta depèn de l'arquitectura de control existent.
Què passa si falla la connexió SCADA?
Idealment, el sistema de pesatge local hauria de continuar operant i emmagatzemar les transaccions localment. Després de restaurar la connexió, els registres aprovats es poden sincronitzar d'acord amb les regles acordades.
Pot SCADA controlar barreres i semàfors?
Sí. Les ordres es poden enviar mitjançant un PLC, un controlador de pesatge o un sistema d'automatització local. En el disseny del control s'han d'incloure enclavaments de seguretat i procediments de recuperació manual.
Què cal per iniciar una avaluació d'integració?
Proporcioneu el model d'indicador, la interfície disponible, la plataforma SCADA, els punts de dades necessaris, el nombre de bàscules i una descripció del procés de pesatge del vehicle.
Solució de pesatge única
Poseu-vos en contacte amb el nostre enginyer per obtenir la vostra solució personalitzada.
