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        煉化企業(yè)汽車衡遠(yuǎn)程集中智能計量系統(tǒng)設(shè)計

        2018-09-29 02:59:08劉勝軍
        天津科技 2018年9期
        關(guān)鍵詞:汽車衡衡器遠(yuǎn)程

        王 猛,劉勝軍

        (天津石油化工公司 天津300456)

        0 引 言

        目前石化企業(yè)物料進(jìn)出運輸方式主要有:鐵路、公路、管輸、輪船,其中公路運輸占50%,主要物料有石腦油、石油焦、丙烯、液化氣、三苯產(chǎn)品、聚乙烯、聚丙烯、輕石腦油、聚醚多元醇等幾十種。為了實現(xiàn)公路進(jìn)出物料的準(zhǔn)確計量,各企業(yè)都配備了電子汽車衡用于稱量發(fā)貨過賬。天津分公司現(xiàn)有汽車衡 9臺(煉油部 3臺,化工部 2臺,聚醚部 1臺,烯烴部2臺,熱電部1臺),烯烴部外購石腦油采購進(jìn)廠汽車衡(在建)1臺,分布在煉油、化工、烯烴、聚醚等各個作業(yè)部內(nèi)?,F(xiàn)場汽車衡采用托利多品牌,該產(chǎn)品具有計量準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、數(shù)字傳感器防作弊等優(yōu)點,在我公司應(yīng)用情況良好,2003年已應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)各衡器點聯(lián)網(wǎng)。隨著企業(yè)規(guī)模的不斷壯大,汽運物料量不斷增加,2015年達(dá)到10.8萬車次、316萬t。伴隨信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,衡器點簡單的聯(lián)網(wǎng)模式已落后于高度自動化、集成化、智能化發(fā)展需求。

        結(jié)合天津分公司現(xiàn)場實際特點,在集中管理模式上進(jìn)行創(chuàng)新,設(shè)計出一套適合企業(yè)又極具推廣價值的衡器遠(yuǎn)程集中智能計量系統(tǒng)。

        1 系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)

        1.1 總體架構(gòu)

        該系統(tǒng)采用 3層架構(gòu)。最底層依托公司現(xiàn)有衡器稱重系統(tǒng),增加車號自動識別、車輛自動感應(yīng)、語音提示與對講、自動過賬等功能實現(xiàn)現(xiàn)場稱重自動控制。第 2層為集中監(jiān)控子系統(tǒng),包括中控室大屏幕集中監(jiān)視控制、衡器運行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控(防作弊)、磅房監(jiān)控系統(tǒng)。第 3層為數(shù)據(jù)管理層,包括計量管理系統(tǒng)、IC卡系統(tǒng)、MES、ERP等多系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互與管理功能。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

        圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)Fig.1 System architecture

        1.2 系統(tǒng)集成交互架構(gòu)

        各個子系統(tǒng)之間通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和連接。在本設(shè)計方案中,標(biāo)準(zhǔn)接口采用WebService標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)。Web service是一個平臺獨立的、低耦合的、自包含的、基于可編程的 web應(yīng)用程序,可使用開放的XML(標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個子集)標(biāo)準(zhǔn)來描述、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)、協(xié)調(diào)和配置這些應(yīng)用程序,用于開發(fā)分布式的互操作的應(yīng)用程序。系統(tǒng)集成交互架構(gòu)如圖2所示。

        圖2 系統(tǒng)集成交互架構(gòu)圖Fig.2 Architecture of system integration and interaction

        1.3 系統(tǒng)部署架構(gòu)

        為了保證天津石化業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定地運行,系統(tǒng)服務(wù)采用多平臺(多套虛擬資源)構(gòu)成運行環(huán)境,通過服務(wù)集群技術(shù),應(yīng)用服務(wù)器實現(xiàn)負(fù)載均衡和失效轉(zhuǎn)移,最大限度保證用戶響應(yīng)。系統(tǒng)服務(wù)器后端通過中石化內(nèi)部局域網(wǎng)連接各類業(yè)務(wù)服務(wù)器,滿足系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求。系統(tǒng)部署架構(gòu)如圖3所示。

        圖3 系統(tǒng)部署架構(gòu)Fig.3 System deployment architecture

        2 系統(tǒng)功能

        2.1 現(xiàn)場衡器自動稱重系統(tǒng)

        作為衡器遠(yuǎn)程集中智能計量系統(tǒng)的核心子系統(tǒng),依托現(xiàn)有衡器稱重系統(tǒng)實現(xiàn)各計量點全自動計量,系統(tǒng)包括自助稱重終端、視頻車號自動識別系統(tǒng)、自動語音指揮系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、紅綠燈控制系統(tǒng)、紅外系統(tǒng)、欄桿機系統(tǒng)于一身的智能稱重系統(tǒng)。自動稱重子系統(tǒng)如圖4,系統(tǒng)自動控制流程如圖5。

        圖4 汽車衡自動稱重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Auto weighing system structure diagram of automobile scale

        2.2 提卸貨管理子系統(tǒng)

        衡器遠(yuǎn)程稱重系統(tǒng)以提卸貨管理子系統(tǒng)為業(yè)務(wù)管理支撐平臺,通過子系統(tǒng)集成企業(yè)ERP訂單數(shù)據(jù),通過業(yè)務(wù)操作形成提貨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)后傳遞分發(fā)給現(xiàn)場自動稱重子系統(tǒng)。同時,提卸貨管理子系統(tǒng)接收來自現(xiàn)場的計量數(shù)據(jù),通過與企業(yè) ERP集成完成企業(yè)ERP的提貨單、送貨單過賬業(yè)務(wù)。

        以往只有化銷產(chǎn)品可以通過 IC卡完成提貨管理,其他類型只能手工錄入提貨單號或關(guān)鍵信息,管理較為復(fù)雜,效率不高。本次電子提卸貨子系統(tǒng)對煉銷、化銷產(chǎn)品出廠、自營產(chǎn)品出廠、服務(wù)類車輛出廠、物資采購進(jìn)廠以及聚醚部產(chǎn)品進(jìn)出廠等多種方式進(jìn)行集成,實現(xiàn)進(jìn)出廠一卡通/二維碼憑證作業(yè),同時與汽車衡集中管理子系統(tǒng)集成,解決產(chǎn)品進(jìn)出廠過程中的提單管理、車輛管理、計量管理及結(jié)算管理,為企業(yè)構(gòu)建安全、高效的收、發(fā)貨平臺。

        圖5 系統(tǒng)自動稱重流程圖Fig.5 Automatic weighing flow chart of the system

        以煉銷產(chǎn)品出廠為例,系統(tǒng)自動批量抓取煉銷生成的企業(yè)銷售大訂單,銷售中心業(yè)務(wù)員現(xiàn)場對提貨人身份進(jìn)行驗證,按訂單號在企業(yè) ERP系統(tǒng)中開小訂單并開卡或二維碼,客戶在領(lǐng)取隨車單時,到作業(yè)部計量點自助掃描二維碼,計量系統(tǒng)自動稱出皮重并打印皮重票,裝車人員驗證車輛皮重票并根據(jù)預(yù)裝信息裝車,完成裝車的車輛重車自助掃描二維碼稱毛重,系統(tǒng)計算出結(jié)算量后打印計量票,同時將實裝量數(shù)據(jù)發(fā)送給提卸貨管理系統(tǒng),打印出門證過賬,司機憑出門證辦理出廠手續(xù)。出廠流程如圖6。

        2.3 中控室集中控制系統(tǒng)

        建立計量數(shù)據(jù)集中管理和查詢平臺,各計量點的數(shù)據(jù)和視頻抓拍圖片均傳送至集中監(jiān)控中心,衡器中央集中監(jiān)控室可在中心對各計量點的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合查詢,通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)對計量點進(jìn)行遠(yuǎn)程的全局監(jiān)控和調(diào)度。當(dāng)現(xiàn)場有異常突發(fā)情況時可通過語音對講功能與現(xiàn)場人員進(jìn)行溝通、遠(yuǎn)程處理等。同時中心的數(shù)據(jù)可進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和查詢,有權(quán)限的領(lǐng)導(dǎo)可以登錄系統(tǒng),進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和打印等操作,從而實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部資源的最大化共享。

        圖6 煉銷產(chǎn)品出廠業(yè)務(wù)流程圖Fig.6 Refined products sales of business flow chart

        3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

        3.1 系統(tǒng)接口及數(shù)據(jù)安全

        支持與廠內(nèi) MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、計量信息管理系統(tǒng)等系統(tǒng)的集成對接,實現(xiàn)多系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)的開發(fā)基于.NET Framework進(jìn)行,提供一個完善的安全環(huán)境,分別針對訪問和使用數(shù)據(jù),以及加密、解密和確保數(shù)據(jù)完整性方面提供了有效的防范措施。

        3.2 信息系統(tǒng)專網(wǎng)

        為了保證衡器智能管理系統(tǒng)和衡器視頻監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸?shù)耐〞澈突ゲ桓蓴_,考慮將數(shù)據(jù)信息和圖像信息分開傳輸,分別經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和視頻專網(wǎng)傳輸。

        3.2.1 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

        衡器智能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息依托于天津分公司原有OA辦公網(wǎng)絡(luò)傳輸,在保障原有辦公網(wǎng)絡(luò)正常運行的同時,實現(xiàn)衡器智能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互的實時性。

        3.2.2 視頻專網(wǎng)

        由于衡器視頻監(jiān)控系統(tǒng)上傳至中央集中控制室傳輸?shù)膱D像信息數(shù)據(jù)量過大,所以構(gòu)建衡器視頻專網(wǎng),以滿足圖像信息實時傳輸?shù)男枰T瓌t上利用計量中心各地衡控制室至各作業(yè)部信息機房原有光纜備用芯,以光纖跳接的方式實現(xiàn)專網(wǎng)建設(shè)。

        3.3 應(yīng)急處置

        汽車衡集中控制系統(tǒng)具備在集中控制室實現(xiàn)遠(yuǎn)程過衡的功能,包括零點監(jiān)控和調(diào)整,無需人員到現(xiàn)場操作。提供定期對信息系統(tǒng)全系統(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行備份的功能,當(dāng)由于某種原因引起信息系統(tǒng)全系統(tǒng)發(fā)生故障時,用戶可按全系統(tǒng)備份所保留的運行狀態(tài)進(jìn)行全系統(tǒng)恢復(fù)。

        保留各作業(yè)部計量點全部原有設(shè)備,在網(wǎng)絡(luò)等異常情況下無法遠(yuǎn)程控制過衡的,可由操作人員到現(xiàn)場切換至應(yīng)急人工過衡,使整個進(jìn)出廠業(yè)務(wù)照常運行。

        3.4 防作弊手段

        ①皮重控制。實現(xiàn)車輛皮重、體重的自動分析與報警處理。計量過程中,當(dāng)車輛的皮重、體重出現(xiàn)超差現(xiàn)象時,系統(tǒng)自動提示并報警,車輛需重新檢測,如未通過檢測或未經(jīng)管理部門相關(guān)人員的干預(yù),則不允許過磅。

        ②位置控制。通過與紅外限位信號綁定與欄桿機的配合使用,徹底杜絕車輛不完全上秤或多輛車同時上秤的作弊方式。通過光電開關(guān)是否被擋住來判斷車輛是否完全上秤,若紅外線被遮擋,將無法進(jìn)行數(shù)據(jù)保存,并且在界面上顯示報警信息。

        ③圖像抓拍。稱重保存數(shù)據(jù)的同時,軟件將自動抓拍兩幅圖片并永久保存待以后查詢。在稱重數(shù)據(jù)表格顯示區(qū)域,要查看某筆記錄的監(jiān)控圖片時,雙擊該筆記錄,相應(yīng)記錄的圖片將會顯示出來。通過車號自動調(diào)出該車本次計量前最近一次照片,供計量員與本次計量車輛比對,防止車輛套牌計量。

        ④集中管控。現(xiàn)場操作人員全部集中到計量中控室作業(yè),不與司乘人員直接接觸,同時稱重系統(tǒng)嚴(yán)格的權(quán)限控制,使操作人員無法篡改車輛計量數(shù)據(jù),有效避免了內(nèi)外勾結(jié)牟利的廉潔風(fēng)險。

        ⑤稱量監(jiān)控。通過對汽車衡傳感器輸出等狀態(tài)的監(jiān)控,將實時采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至中控室,分析當(dāng)前汽車衡的運行狀態(tài),同時根據(jù)儀表的重量變化情況描繪出實時車輛重量變化曲線,對于瞬時重量變化異常的情況進(jìn)行報警,杜絕不法人員壓衡、撬衡行為。

        3.5 接口預(yù)留

        與汽運產(chǎn)品定量裝車系統(tǒng)、軌道衡系統(tǒng)、LIS系統(tǒng)等建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃,預(yù)留接口,最終實現(xiàn)公司車輛準(zhǔn)入、衡器和定量裝車進(jìn)出廠計量的全部集中監(jiān)控,從而提升了系統(tǒng)間的集成度,提高了信息化、自動化程度及管理效率,降低了運行成本,促進(jìn)了企業(yè)信息化管理水平不斷提升。

        3.6 磅房監(jiān)控系統(tǒng)

        磅房監(jiān)控系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成,硬件系統(tǒng)包括監(jiān)控主機、采控模塊、監(jiān)測模塊以及計算機網(wǎng)絡(luò)。對控制室內(nèi)的供配電系統(tǒng)、水、溫濕度、火災(zāi)、紅外入侵及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)因素進(jìn)行監(jiān)測,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某一個監(jiān)控因素出現(xiàn)異常時,會及時彈出報警畫面,操作人員根據(jù)報警內(nèi)容通知相關(guān)人員及時處理。

        4 結(jié) 語

        汽車衡遠(yuǎn)程集中智能計量系統(tǒng)利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù),與視頻監(jiān)控、音頻相結(jié)合,建立集圖像、聲音、數(shù)據(jù)管理、現(xiàn)場設(shè)備控制于一體的遠(yuǎn)程稱重控制系統(tǒng)。它成功地將視頻監(jiān)控、光纖通訊、聲光報警等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于計量系統(tǒng)中,完整地解決了在分散、危險環(huán)境下的計量問題,實現(xiàn)了現(xiàn)場無人值守的計量方式和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)谋镜鼗嬃?,整個計量過程遠(yuǎn)程控制(包括零點監(jiān)控和調(diào)整),無需人員到現(xiàn)場操作。它包含了稱重、安防、監(jiān)控、語音、數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場設(shè)備控制、信號傳輸、視音頻光端機等應(yīng)用,具有明顯的實用性、安全性、可靠性和先進(jìn)性。實施后將大幅提高工作效率,降低生產(chǎn)成本,具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益,值得在煉化企業(yè)中推廣應(yīng)用。

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