煉化企業汽車衡遠程集中智能計量系統設計

王 猛，劉勝軍

(天津石油化工公司 天津300456)

0 引 言

目前石化企業物料進出運輸方式主要有: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、三苯產品、聚乙烯、聚丙烯、輕石腦油、聚醚多元醇等幾十種。為了實現公路進出物料的準確計量，各企業都配備了電子汽車衡用于稱量發貨過賬。天津分公司現有汽車衡 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廠汽車衡(在建)1臺，分布在煉油、化工、烯烴、聚醚等各個作業部內。現場汽車衡采用托利多品牌，該產品具有計量準確度高、穩定性好、數字傳感器防作弊等優點，在我公司應用情況良好，2003年已應用網絡技術實現各衡器點聯網。隨著企業規模的不斷壯大，汽運物料量不斷增加，2015年達到10.8萬車次、316萬t。伴隨信息技術的迅猛發展，衡器點簡單的聯網模式已落后于高度自動化、集成化、智能化發展需求。

結合天津分公司現場實際特點，在集中管理模式上進行創新，設計出一套適合企業又極具推廣價值的衡器遠程集中智能計量系統。

1 系統設計架構

1.1 總體架構

該系統采用 3層架構。最底層依托公司現有衡器稱重系統，增加車號自動識別、車輛自動感應、語音提示與對講、自動過賬等功能實現現場稱重自動控制。第 2層為集中監控子系統，包括中控室大屏幕集中監視控制、衡器運行狀態遠程監控(防作弊)、磅房監控系統。第 3層為數據管理層，包括計量管理系統、IC卡系統、MES、ERP等多系統數據交互與管理功能。系統總體架構如圖1所示。

圖1 系統總體架構Fig.1 System architecture

1.2 系統集成交互架構

各個子系統之間通過標準數據接口可實現數據的共享和連接。在本設計方案中，標準接口采用WebService標準實現。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應用程序，可使用開放的XML(標準通用標記語言下的一個子集)標準來描述、發布、發現、協調和配置這些應用程序，用于開發分布式的互操作的應用程序。系統集成交互架構如圖2所示。

圖2 系統集成交互架構圖Fig.2 Architecture of system integration and interaction

1.3 系統部署架構

為了保證天津石化業務系統能夠正常、穩定地運行，系統服務采用多平臺(多套虛擬資源)構成運行環境，通過服務集群技術，應用服務器實現負載均衡和失效轉移，最大限度保證用戶響應。系統服務器后端通過中石化內部局域網連接各類業務服務器，滿足系統業務需求。系統部署架構如圖3所示。

圖3 系統部署架構Fig.3 System deployment architecture

2 系統功能

2.1 現場衡器自動稱重系統

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

圖4 汽車衡自動稱重系統結構圖Fig.4 Auto weighing system structure diagram of automobile scale

2.2 提卸貨管理子系統

衡器遠程稱重系統以提卸貨管理子系統為業務管理支撐平臺，通過子系統集成企業ERP訂單數據，通過業務操作形成提貨業務數據后傳遞分發給現場自動稱重子系統。同時，提卸貨管理子系統接收來自現場的計量數據，通過與企業 ERP集成完成企業ERP的提貨單、送貨單過賬業務。

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

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

以煉銷產品出廠為例，系統自動批量抓取煉銷生成的企業銷售大訂單，銷售中心業務員現場對提貨人身份進行驗證，按訂單號在企業 ERP系統中開小訂單并開卡或二維碼，客戶在領取隨車單時，到作業部計量點自助掃描二維碼，計量系統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預裝信息裝車，完成裝車的車輛重車自助掃描二維碼稱毛重，系統計算出結算量后打印計量票，同時將實裝量數據發送給提卸貨管理系統，打印出門證過賬，司機憑出門證辦理出廠手續。出廠流程如圖6。

2.3 中控室集中控制系統

建立計量數據集中管理和查詢平臺，各計量點的數據和視頻抓拍圖片均傳送至集中監控中心，衡器中央集中監控室可在中心對各計量點的數據進行綜合查詢，通過視頻監控系統對計量點進行遠程的全局監控和調度。當現場有異常突發情況時可通過語音對講功能與現場人員進行溝通、遠程處理等。同時中心的數據可進行遠程管理和查詢，有權限的領導可以登錄系統，進行相關數據的查詢、統計和打印等操作，從而實現企業內部資源的最大化共享。

圖6 煉銷產品出廠業務流程圖Fig.6 Refined products sales of business flow chart

3 系統關鍵技術及創新點

3.1 系統接口及數據安全

支持與廠內 MES系統、ERP系統、計量信息管理系統等系統的集成對接，實現多系統間的數據交互。系統的開發基于.NET Framework進行，提供一個完善的安全環境，分別針對訪問和使用數據，以及加密、解密和確保數據完整性方面提供了有效的防范措施。

3.2 信息系統專網

為了保證衡器智能管理系統和衡器視頻監控系統信息傳輸的通暢和互不干擾，考慮將數據信息和圖像信息分開傳輸，分別經數據網絡和視頻專網傳輸。

3.2.1 數據網絡

衡器智能管理系統的數據信息依托于天津分公司原有OA辦公網絡傳輸，在保障原有辦公網絡正常運行的同時，實現衡器智能管理系統的數據交互的實時性。

3.2.2 視頻專網

由于衡器視頻監控系統上傳至中央集中控制室傳輸的圖像信息數據量過大，所以構建衡器視頻專網，以滿足圖像信息實時傳輸的需要。原則上利用計量中心各地衡控制室至各作業部信息機房原有光纜備用芯，以光纖跳接的方式實現專網建設。

3.3 應急處置

汽車衡集中控制系統具備在集中控制室實現遠程過衡的功能，包括零點監控和調整，無需人員到現場操作。提供定期對信息系統全系統的運行狀態進行備份的功能，當由于某種原因引起信息系統全系統發生故障時，用戶可按全系統備份所保留的運行狀態進行全系統恢復。

保留各作業部計量點全部原有設備，在網絡等異常情況下無法遠程控制過衡的，可由操作人員到現場切換至應急人工過衡，使整個進出廠業務照常運行。

3.4 防作弊手段

①皮重控制。實現車輛皮重、體重的自動分析與報警處理。計量過程中，當車輛的皮重、體重出現超差現象時，系統自動提示并報警，車輛需重新檢測，如未通過檢測或未經管理部門相關人員的干預，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，將無法進行數據保存，并且在界面上顯示報警信息。

③圖像抓拍。稱重保存數據的同時，軟件將自動抓拍兩幅圖片并永久保存待以后查詢。在稱重數據表格顯示區域，要查看某筆記錄的監控圖片時，雙擊該筆記錄，相應記錄的圖片將會顯示出來。通過車號自動調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?，F場操作人員全部集中到計量中控室作業，不與司乘人員直接接觸，同時稱重系統嚴格的權限控制，使操作人員無法篡改車輛計量數據，有效避免了內外勾結牟利的廉潔風險。

⑤稱量監控。通過對汽車衡傳感器輸出等狀態的監控，將實時采集的數據發送至中控室，分析當前汽車衡的運行狀態，同時根據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行報警，杜絕不法人員壓衡、撬衡行為。

3.5 接口預留

與汽運產品定量裝車系統、軌道衡系統、LIS系統等建設統一規劃，預留接口，最終實現公司車輛準入、衡器和定量裝車進出廠計量的全部集中監控，從而提升了系統間的集成度，提高了信息化、自動化程度及管理效率，降低了運行成本，促進了企業信息化管理水平不斷提升。

3.6 磅房監控系統

磅房監控系統由硬件系統和軟件系統組成，硬件系統包括監控主機、采控模塊、監測模塊以及計算機網絡。對控制室內的供配電系統、水、溫濕度、火災、紅外入侵及網絡狀態因素進行監測，當系統發現某一個監控因素出現異常時，會及時彈出報警畫面，操作人員根據報警內容通知相關人員及時處理。

4 結 語

汽車衡遠程集中智能計量系統利用計算機技術、網絡技術，與視頻監控、音頻相結合，建立集圖像、聲音、數據管理、現場設備控制于一體的遠程稱重控制系統。它成功地將視頻監控、光纖通訊、聲光報警等先進技術應用于計量系統中，完整地解決了在分散、危險環境下的計量問題，實現了現場無人值守的計量方式和數據遠程傳輸的本地化計量，整個計量過程遠程控制(包括零點監控和調整)，無需人員到現場操作。它包含了稱重、安防、監控、語音、數據采集、現場設備控制、信號傳輸、視音頻光端機等應用，具有明顯的實用性、安全性、可靠性和先進性。實施后將大幅提高工作效率，降低生產成本，具有較好的經濟效益和社會效益，值得在煉化企業中推廣應用。