분주한 항구 게이트나 광산 파견 지점에서 계량대는 차량 중량을 표시하는 것 이상의 역할을 합니다. 이는 차량 식별, 자재 추적, 교통 통제, 생산 보고 및 장비 모니터링을 포함하는 광범위한 운영 시스템의 일부가 됩니다.
계량대는 계량 표시기, PLC, 산업용 게이트웨이 또는 로컬 계량 서버를 통해 일반적으로 SCADA로 알려진 감독 제어 및 데이터 수집 시스템에 연결할 수 있습니다. SCADA 시스템은 실시간으로 중량 값과 장비 상태를 수신하며, 전용 계량 소프트웨어는 거래, 티켓, 차량 기록 및 감사 추적을 관리합니다.
최상의 통합 설계는 현장에서 제어해야 하는 사항, 교환해야 하는 데이터, 네트워크를 사용할 수 없을 때 계량대가 계속 작동해야 하는지 여부에 따라 달라집니다.
계량대 SCADA 통합이란 무엇입니까?
계량대 SCADA 통합은 트럭 스케일 및 관련 장비를 공장-또는 터미널{1}}전체 모니터링 및 제어 시스템에 연결하는 것입니다.
일반적인 통합 계량대는 SCADA에 다음을 제공할 수 있습니다.
실제 차량 중량
총중량, 용기중량, 순중량
안정적인-체중 상태
제로 및 과부하 상태
차량 유무 및 위치
배리어 게이트 상태
신호등 상태-
RFID 또는 번호판 데이터
계량거래현황
통신 및 장치 알람
그런 다음 SCADA는 이 정보를 운영자 화면에 표시하고, 경보를 생성하고, 프로세스 데이터를 저장하거나, 계량대를 다른 시스템과 조정할 수 있습니다.
이는 항상 SCADA가 계량 소프트웨어를 교체해야 한다는 의미는 아닙니다. 대부분의 프로젝트에서 두 시스템은 서로 다른 책임을 집니다.
SCADA는 프로세스와 장비를 감독합니다. 계량 소프트웨어는 상업 또는 운영 계량 트랜잭션을 관리합니다.
일반적인 계근대-~-SCADA 아키텍처
기존 아날로그 계량대는 스케일 플랫폼 아래에 설치된 여러 개의 로드 셀을 사용합니다. 해당 신호는 정션 박스에 결합되어 계량 표시기로 전송됩니다. 디지털 트럭 스케일에서 로드 셀은 표시기 또는 계량 컨트롤러와 디지털 방식으로 통신할 수 있습니다.
표시기는 로드셀 신호를 사용 가능한 중량 값으로 변환합니다. 그런 다음 해당 값을 PLC, 게이트웨이, 산업용 컴퓨터 또는 로컬 서버로 전송할 수 있습니다.
일반적인 데이터 경로는 다음과 같습니다.
로드 셀 → 정션 박스 → 계량 표시기 → PLC 또는 산업용 게이트웨이 → SCADA
보다 완벽한 무인 계량 시스템을 위해 아키텍처에는 다음이 포함될 수도 있습니다.
로컬 계량 컴퓨터
번호판 인식 카메라
RFID 리더
차량-위치 센서
배리어 게이트
교통 신호등
LED 디스플레이
음성 안내 장치
감시 카메라
중앙 데이터베이스 또는 기록자
ERP, MES, TOS 또는 생산 관리 시스템
계량대는 일반적으로 로컬 작동 레이어를 유지해야 합니다. 주 SCADA 서버 또는 사이트 네트워크를 사용할 수 없는 경우 로컬 시스템은 승인된 트랜잭션을 계속 기록하고 통신이 복원된 후 저장된 데이터를 동기화할 수 있습니다.
세 가지 일반적인 통합 방법
1. 표시기와 SCADA 간의 직접 연결
기본 애플리케이션에서 계량 표시기는 현재 중량을 PLC 또는 SCADA 시스템으로 직접 보냅니다.
장비에 따라 연결에는 다음이 사용될 수 있습니다.
RS232
RS485
이더넷
모드버스 RTU
모드버스 TCP
4~20mA 등의 아날로그 출력
디지털 입력 및 출력 신호
이 방법은 SCADA가 현재 중량과 여러 상태 신호만 필요한 경우에 적합합니다.
비교적 간단하지만 차량 번호, 자재, 고객, 티켓 번호, 운영자 또는 감사 내역과 같은 완전한 거래 정보를 제공하지 못할 수 있습니다.
2. 로컬 계량 소프트웨어를 통한 통합
이 배열에서 계량 표시기는 전용 계량 소프트웨어를 실행하는 로컬 산업용 컴퓨터로 데이터를 보냅니다.
소프트웨어는 계량 프로세스를 처리하고 API, 데이터베이스 인터페이스 또는 산업용 통신 게이트웨이를 통해 SCADA 또는 기타 관리 시스템과 선택된 정보를 교환합니다.
이 방법은 사이트에 다음이 필요할 때 더 좋습니다.
총중량 및 용기중량
자동 순-중량 계산
차량 및 운전자 기록
재료 및 공급업체 정보
티켓 인쇄
카메라 증거
사용자 권한
거래 승인
감사 추적
이력 보고서
로컬 계량 소프트웨어는 거래 기록 시스템이 되고, SCADA는 운영 모니터링에 필요한 정보를 수신합니다.
3. 하이브리드 통합
대형 항구와 광산에서는 하이브리드 아키텍처를 사용하는 경우가 많습니다.
실시간- 중량 및 장비 상태는 PLC 또는 산업용 게이트웨이를 통해 SCADA로 전송됩니다. 전체 거래 기록은 계량 소프트웨어와 터미널 운영 체제, ERP, MES 또는 생산 데이터베이스 간에 별도로 교환됩니다.
이 배열은 빠른 운영 신호를 비즈니스 기록과 분리합니다. 또한 SCADA 중단으로 인해 모든 계량 활동이 중단될 위험도 줄어듭니다.
계근대 프로젝트에 사용되는 통신 프로토콜
프로토콜 선택은 기존 제어 시스템, 필요한 데이터 양, 사이버 보안 정책 및 장치 간 거리를 기반으로 해야 합니다.
Modbus RTU 및 Modbus TCP
Modbus는 표시기, PLC 및 SCADA 시스템 간에 중량 값과 장비 상태를 전송하는 데 널리 사용됩니다.
Modbus RTU는 일반적으로 RS485 직렬 연결을 통해 실행됩니다. Modbus TCP는 산업용 이더넷을 사용합니다. 둘 다 시스템 통합자가 중량 값, 상태 비트 및 알람 코드를 읽을 위치를 알 수 있도록 문서화된 레지스터 맵이 필요합니다.
레지스터 맵에는 다음이 명시되어야 합니다.
주소 등록
데이터 유형
바이트 순서
소수점 위치
엔지니어링 단위
읽기 또는 쓰기 권한
업데이트 빈도
잘못된-데이터 동작
바이트 순서, 부호, 소수점 위치 또는 측정 단위가 올바르게 구성되지 않은 경우 계량 표시기에 올바르게 표시된 값은 여전히 SCADA에서 잘못 해석될 수 있습니다.
OPC UA
OPC UA는 구조화된 데이터 교환, 상호 운용성 및 보안 제어를 지원하기 때문에 다중 공급업체 산업용 시스템에 종종 선택됩니다.
계량대에는 기본 OPC UA 출력이 반드시 필요한 것은 아닙니다. PLC, 에지 게이트웨이 또는 로컬 계량 서버는 중량 정보를 수집하고 OPC UA 서버를 통해 SCADA에 노출할 수 있습니다.
OPC UA는 프로젝트에 다음과 같이 명확하게 명명된 데이터 포인트가 필요할 때 유용합니다.
Scale01.LiveWeight
Scale01.WeightStable
Scale01.VehiclePresent
Scale01.BarrierOpen
Scale01.TransactionID
Scale01.통신알람
의미 있는 태그 이름을 사용하면 설명할 수 없는 숫자 레지스터 목록보다 시운전 및 향후 유지 관리가 더 쉬워집니다.
MQTT 및 API
계량 정보를 클라우드 플랫폼, 대시보드 또는 엔터프라이즈 애플리케이션으로 전송해야 하는 경우 MQTT 또는 웹 API를 사용할 수 있습니다.
MQTT는 게시-및-구독 모델을 사용하며 선택한 데이터를 승인된 여러 시스템에 배포하는 데 유용합니다. REST API는 일반적으로 트랜잭션 쿼리, 마스터-데이터 교환 및 시스템{4}}간-통합에 사용됩니다.
이러한 인터페이스를 신뢰할 수 있는 로컬 제어 계층의 대체물로 취급해서는 안 됩니다. 항구와 광산은 일시적인 인터넷 장애나 광{1}}지역 네트워크 장애를 처리할 수 있어야 합니다.
통합 계량 사이클 작동 방식
일반적인 자동 계량 주기는 다음 단계를 따를 수 있습니다.
센서가 다가오는 트럭을 감지합니다.
시스템은 차량의 RFID 태그 또는 번호판을 읽습니다.
SCADA 또는 계량 소프트웨어는 차량이 승인되었는지 여부를 확인합니다.
진입 장벽이 열리고 신호등이 운전자를 안내합니다.
위치 센서는 차량 전체가 계량대 위에 있는지 확인합니다.
계량 표시기는 생체중과 안정적인-체중 신호를 보냅니다.
중량이 안정되면 시스템은 승인된 값을 포착합니다.
카메라는 거래와 관련된 이미지를 저장합니다.
계량 소프트웨어는 거래 기록을 생성합니다.
필수 점검이 완료되면 출구 장벽이 열립니다.
두 번째 계량 후 소프트웨어는 순중량을 계산합니다.
최종 기록은 SCADA, ERP, MES, TOS 또는 기타 승인된 시스템으로 전송됩니다.
정확한 순서는 사이트마다 다릅니다. 항구는 트럭, 컨테이너 및 화물 주문을 식별할 수 있습니다. 광산은 트럭, 자재 등급, 적재 지점, 목적지 및 교대근무를 기록할 수 있습니다.
어떤 데이터를 교환해야 합니까?
일반적인 적분 실수는 가중치 값에만 초점을 맞추는 것입니다. 유용한 트랜잭션에는 일반적으로 측정 데이터와 운영 컨텍스트가 모두 필요합니다.
| 데이터 그룹 | 일반적인 데이터 포인트 |
|---|---|
| 무게 | 생체중, 총중량, 용기중량, 순중량, 단위, 안정상태 |
| 차량 | 번호판 번호, RFID, 트럭 ID, 트레일러 ID |
| 재료 | 자재 코드, 설명, 등급, 출처, 도착지 |
| 거래 | 항공권 번호, 거래 ID, 첫 번째 및 두 번째 무게 |
| 시간 | 도착, 무게 측정 및 출발 타임스탬프 |
| 장비 | 배리어, 신호등, 카메라 및 센서 상태 |
| 알람 | 과부하, 불안정한 중량, 통신두절, 기기고장 |
| 증거 | 이미지, 비디오 참조 및 운영자 의견 |
프로그래밍이 시작되기 전에 소유자, 계근대 공급업체, SCADA 통합업체 및 소프트웨어 제공업체는 공통 데이터 포인트 목록을 승인해야 합니다-.
항만 계량대 통합
항구는 화물, 접근 및 문서에 대한 통제를 유지하면서 차량을 신속하게 이동해야 합니다.
통합 포트 계량대는 계량 결과를 다음과 연결할 수 있습니다.
게이트 약속 기록
컨테이너 번호
화물 주문
세관 또는 터미널 참조
마당 위치
출입 허가
터미널 운영 체제
청구 및 물류 기록
SCADA는 계량대가 사용 가능한지, 점유되어 있는지, 과부하 상태인지, 오프라인인지 여부를 표시할 수 있습니다. 운영자는 게이트를 방문하지 않고도 대기열과 장비 알람을 확인할 수 있습니다.
로컬 계량 시스템은 차량 신원을 확인하고, 증거를 포착하고, 상업용 계량 기록을 완성할 수 있습니다. 그러면 최종 거래가 터미널이나 비즈니스 시스템으로 전송될 수 있습니다.
항만 환경에는 염분, 습기 및 과도한 교통량이 포함될 수 있으므로 통합 계획에서는 부식 방지, 케이블 라우팅, 서지 방지, 배수 및 안전한 유지 관리 접근도 고려해야 합니다.
광산 계량대 통합
광산 작업에서는 계근대를 사용하여 광석, 폐석, 정광, 연료 및 구덩이, 가공 구역, 비축물 및 파견 지점 사이를 이동하는 기타 벌크 재료를 추적합니다.
SCADA에 연결된 광산 계량대는 제어실 모니터링에 도움이 될 수 있습니다.
교대에 따른 자재 이동
트럭 활동
규모의 가용성
과부하 이벤트
통신 결함
로딩 및 발송 상태
소스 및 대상별 생산 데이터
계량대 데이터는 로더 기록, 벨트 규모 총계 또는 재고 추정치와 비교할 수도 있습니다. 그러나 이러한 측정 시스템은 다르게 작동하므로 자동으로 일치할 것으로 예상해서는 안 됩니다. 조정 중에는 기간, 수분, 재료 손실 및 측정 방법의 차이를 고려해야 합니다.
광산 현장은 장거리, 먼지, 진동, 번개 노출 및 불안정한 네트워크 상태를 갖는 경우가 많습니다. 따라서 산업용 네트워크 장비, 보호된 케이블 경로, 서지 보호 및 로컬 데이터 버퍼링은 설계의 중요한 부분입니다.
SCADA는 법적 계측 요구 사항을 대체하지 않습니다.
계량대를 SCADA에 연결한다고 해서 시스템이 법적으로-상업용으로-적합하게 되는 것은 아닙니다.
계량 기기, 표시기, 설치 및 교정은 여전히 대상 국가 및 프로젝트의 해당 요구 사항을 충족해야 합니다. 무역 거래가 측정된 값에 의존하는 경우, 승인된 중량은 승인된 계량 기기에서 나와야 하며 승인되지 않은 변경으로부터 보호되어야 합니다.
SCADA는 승인된 결과를 표시하거나 저장할 수 있지만 계량 기록에 대한 무제한 원격 쓰기는 피해야 합니다.
교정 및 통신 테스트도 별도의 작업으로 처리되어야 합니다. 성공적인 Modbus 또는 OPC UA 연결은 데이터 전송을 확인합니다. 계량 정확도를 확인하지는 않습니다.
사이버 보안 및 액세스 제어
연결된 계량대는 현장 운영 기술 네트워크의 일부가 됩니다. 따라서 액세스는 애플리케이션에 필요한 것으로 제한되어야 합니다.
권장 컨트롤은 다음과 같습니다.
공공 및 사무실 네트워크에서 계근대 네트워크 분리
방화벽 또는 제어된 산업용 게이트웨이 사용
필수 포트 및 프로토콜만 허용
역할-기반 사용자 권한 적용
가능한 경우 읽기{0}}SCADA 태그 사용
원격 연결 암호화
구성 및 트랜잭션 변경 사항 기록
동기화된 시스템 시간 유지
로컬 데이터 및 구성 백업
공급업체 원격 액세스 제어
관리형 유지 관리 절차에 따라 승인된 장치 업데이트
산업 제어 시스템에 대한 CISA 지침은 운영 기술 환경에 대한 네트워크 보호 및 제어된 액세스를 강조합니다. 정확한 통제는 항만이나 광산 소유자의 사이버 보안 정책을 따라야 합니다.
통합 전 중요한 질문
계량대 통신 방법을 선택하기 전에 프로젝트 팀은 다음을 확인해야 합니다.
어떤 표시기 또는 계량 컨트롤러가 사용됩니까?
어떤 통신 인터페이스를 사용할 수 있나요?
어떤 SCADA 플랫폼과 버전이 설치되어 있습니까?
SCADA에는 Modbus TCP, OPC UA 또는 다른 프로토콜이 필요합니까?
어떤 데이터 포인트가 필요합니까?
SCADA가 계량 시스템에 명령을 보낼 수 있습니까?
공식적인 거래 기록을 보유하고 있는 시스템은 무엇입니까?
네트워크 중단 중에도 계량을 계속해야 합니까?
로컬 데이터는 얼마나 오랫동안 보관해야 합니까?
카메라, RFID, 장벽 또는 신호등이 포함되어 있습니까?
ERP, MES 또는 TOS와의 통합이 필요합니까?
어떤 사이버 보안 및 법적 계측 규칙이 적용됩니까?
현장 교정 및 검증은 누가 수행합니까?
FAT 및 SAT 합격 기준은 무엇입니까?
이 단계에서 명확한 답을 얻으면 대부분의 통합 지연을 방지할 수 있습니다.
테스트 및 시운전
계량대 SCADA 인터페이스는 가능한 경우 선적 전에 테스트하고 현장에서 다시 검증해야 합니다.
공장 승인 테스트에는 다음이 포함될 수 있습니다.
통신 연결
등록 또는 태그 확인
양수 및 음수 가중치 값
소수점 및 단위 확인
안정적인-중량 신호
제로 및 과부하 상태
알람 시뮬레이션
통신-손실 행위
로컬 데이터 저장
전원-복구 동작
현장 승인 테스트는 실제 작동 조건에서 전체 차량 프로세스를 확인해야 합니다.
비정상적인 상황을 테스트하는 것도 중요합니다. 예를 들어, 무게가 안정되기 전에 차량이 출발하면 어떻게 되나요? 카메라가 오프라인이면 어떻게 되나요? SCADA 서버를 사용할 수 없는 경우 거래를 계속할 수 있습니까? 동기화 후 중복 기록을 어떻게 방지하나요?
이러한 테스트는 일반적인 계량 시연보다 더 많은 것을 밝혀내는 경우가 많습니다.
신뢰할 수 있는 계량대 SCADA 프로젝트 계획
안정적인 통합은 명확한 책임 구분에서 시작됩니다.
계량대 공급업체는 사용 가능한 신호, 표시기 인터페이스 및 계량 논리를 정의해야 합니다. SCADA 통합자는 필수 태그, 통신 표준 및 제어실-동작을 정의해야 합니다. 사이트 소유자는 거래 프로세스, 사이버 보안 요구 사항 및 승인 기준을 정의해야 합니다.
예비 통합 제안의 경우 다음을 제공하세요.
계량대 용량 및 플랫폼 크기
계량대의 수
표시기 모델 및 통신 포트
SCADA 브랜드 및 버전
필수 통신 프로토콜
필수 데이터{0}}포인트 목록
차량 계량 프로세스
기존 네트워크 다이어그램
필수 주변 장치
ERP, MES 또는 TOS 인터페이스 요구 사항
Weight Worth는 항구, 광산 작업 및 기타 산업 현장을 위한 맞춤형 트럭 스케일, 계량 표시기, 무인 계량 시스템 및 프로젝트별 소프트웨어 통합을 제공합니다.{0}}
새로운 계량대를 계획 중이거나 기존 스케일을 SCADA에 연결해야 하는 경우 현재 장비 목록과 필요한 데이터 흐름을 보내주십시오. 우리 기술팀은 인터페이스를 검토하고 적합한 시스템 아키텍처를 추천할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
기존 계량대를 SCADA에 연결할 수 있습니까?
많은 경우 그렇습니다. 기존 표시기에서 사용 가능한 통신 포트 및 프로토콜을 먼저 확인해야 합니다. SCADA와 직접 통신할 수 없는 경우 PLC, 프로토콜 변환기 또는 산업용 게이트웨이를 추가할 수 있습니다.
SCADA가 계량대 소프트웨어를 대체합니까?
일반적으로 그렇지 않습니다. SCADA는 프로세스 모니터링 및 장비 제어를 위해 설계되었습니다. 전용 계량 소프트웨어는 차량 기록, 총 중량 및 용기 중량 측정, 순-중량 계산, 티켓, 이미지 및 감사 추적을 처리합니다.
계근대용으로 OPC UA가 Modbus TCP보다 낫습니까?
어느 프로토콜도 항상 더 나은 것은 아닙니다. Modbus TCP는 중량 값과 상태 신호에 대해 간단하고 널리 지원됩니다. OPC UA는 더욱 구조화된 데이터 모델과 추가 보안 기능을 제공합니다. 올바른 선택은 기존 제어 아키텍처에 따라 다릅니다.
SCADA 연결이 실패하면 어떻게 되나요?
로컬 계량 시스템은 이상적으로 계속 작동하고 트랜잭션을 로컬로 저장해야 합니다. 연결이 복원된 후 승인된 기록은 합의된 규칙에 따라 동기화될 수 있습니다.
SCADA가 장벽과 신호등을 제어할 수 있습니까?
예. PLC, 계량 컨트롤러 또는 로컬 자동화 시스템을 통해 명령을 보낼 수 있습니다. 안전 인터록과 수동 복구 절차가 제어 설계에 포함되어야 합니다.
통합 평가를 시작하려면 무엇이 필요합니까?
표시기 모델, 사용 가능한 인터페이스, SCADA 플랫폼, 필수 데이터 포인트, 계량대 수 및 차량 계량 프로세스에 대한 설명을 제공합니다.
