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工控机在中石化的应用

发布时间:2018-08-13 09:28:36

     加油IC卡工程是一个跨平台、范围广、工控机涉及面宽的全国性系统建设工程。股份有限公司应对不断提高的服务需求、顺应“信息化带动产业化”的技术发展趋势,利用先进的电子信息技术,以IC卡为载体,实现了成品油零售系统的改造。通过工程的建设,在辖域的所有加油站内实现“一卡在手,各地加油”的目标。以IC卡这一现代支付工具取代传统的现金、油票等结算方式,在加油站安装加油站管理控制了系统,实现成品油零售业务的电子支付和交易数据的自动采集;提高加油站经营管理的科技含量和服务水平,从而进一步提高工作效率,降低成本,增强抵御市场风险的能力。加油IC卡工程将覆盖股份有限公司所属的20个省(自治区、直辖市、计划单列市)石油分公司,260余个地市级公司,1300余个县级公司的25000余座加油站。


     加油IC卡系统在设计上采用了4层结构,即总公司级(包括管理总中心和数据交换总中心)、省级、地级以及各业务终端(包括县级管理终端、加油站、发卡网点等)。中石化在前期将整个规划为:


     加油站:是成品油零售业务的发生地,直接面向客户提供加油服务。 发卡网点:为用户提供开户、发卡、充值、圈存、挂失、查询等服务。 地级前置系统:在发卡网点和加油站与省级数据中心提供数据转发功能。 省级数据中心:建立用户账户,进行加油卡交易的清分、清算,是业务管理和数据处理核心。 总中心:负责对加油卡异地交易的清分和争议的仲裁,对基于加油IC卡交易系统的零售业务进行管理  省级管理中心:对省级石油公司所属加油站的零售业务进行管理。 地级管理中心:对地(市)级石油公司所属加油站的零售业务进行管理。 县级管理终端:对县级石油公司所属加油站的零售业务进行管理。


     整个加油IC卡工程中的25000个加油站都将配置一台管控PC做为业务终端。管控PC负责日常IC卡加油的数量和金额统计,交易票据的打印,加油机监控,每日将销售交易发往省数据中心,并将下载全国IC卡用户的账户管理信息和最新油价等。以下是管控示意图:


     加油站的管控PC起着非常重要的作用,一旦管控PC发生故障,加油站的正常运行将受到影响。的25000余个加油站分布比较分散,大部分加油站远离市中心,很多油站位于山区,一旦管控PC发生故障,维修更换会非常麻烦。因此,对管控PC的首要要求是系统的可靠性。其次,加油机通过串口与管控PC相连,加油站的加油机数目从2个到30余个不等,因此要求管控PC具有较强的功能扩展性。为了保证管控PC系统的稳定运行,选用了Turbolinux Data Server做为管控PC的操作系统,因此要求管控PC在硬件上与Turbolinux完全兼容,并且能够流畅运行。


     在管控PC设备选型之初,共有10余家商用PC和工业PC厂家参与选型。经过多方比较,中石化最终将管控PC定为工业PC。工业PC在提高系统可靠性方面做了许多特殊设计,它的可靠性大大优于商用PC。商用PC结构我们称之为大主板结构,这种结构非常不适合现场使用和维护要求。主板上集成了南北桥控制芯片等有源器件。有源器件相比于电容电阻等无源器件容易损坏。一旦母板损坏,进行更换会非常麻烦:现场维护人员首先需要拔掉主板上的所有数据线、之后需要拔出插在主板上的所有外围卡片,如网卡,显卡等,最后需要将固定主板的螺钉一一卸掉,才能将主板拆下。换上一个新主板还要一一重复上述过程。这样更换一个损坏的主板,需要花30分钟时间。这样长的MTBF(平均故障维护时间)对于加油站实际使用是不允许的。另外,商用PC对系统的防震没有做特殊设计,在周围存在振动干扰的场合,很容易出现硬盘损坏和卡片跳出的故障。硬盘一旦损坏,一天的交易数据将全部丢失。


     工业PC的主板做成插卡的形式,插在无源底板(passive backplane)上。无源底板上只有ISA,PCI总线接插件以及电容电阻等无源器件,因此无源底板损坏的概率非常低,通常无更换之忧。如果主板损坏,只需要将主板拔出即可。因此系统的MTBF时间大大缩短。此外系统的主板和外围卡有专门的固定压条,防止板卡跳出。硬盘驱动器具有硬盘避振架和减震橡胶垫,能减轻振动对硬盘的损坏。为了使工业PC能可靠工作在高粉尘环境下,在工业PC的前面入风口,具有可更换的防尘网。


     虽然决定了将管控PC硬件平台定为工业PC,但在中石化的应用中,需要充分考虑加油站现场应用对管控PC的可靠性等方面要求,怎样从多方面入手增强工业PC的系统可靠度是关键,如下有几点:工业主板是管控PC的核心,综合考虑速度和可靠性要求,同时邀请性价比高,必须采用完善的工业设计;


     加油站的管控PC在日常使用中会涉及到大量数据保存的问题,这些数据包括油价、加油数量,加油客户数据等。一旦数据损坏,将会造成严重后果。但硬盘属于易损件,很容易因为振动、冲击等原因而损坏。为了确保系统数据的安全性。在管控PC的系统中配了一块Promise SMA RAID卡。Raid卡将两个同样规格的硬盘组成Raid 1(磁盘镜像)。这样,在一个硬盘损坏的情况下,管控PC依然能正常操作。


     市电供电不稳定是导致计算机损坏的重要原因。在郊区、农村等地,供电网存在电压过高过低或浪涌电压等情况。这会导致计算机不能启动或电源被击穿。另外,管控PC配置的电源为宽范围工业电源,在外部电压范围为85V~265V的环境下也能正常工作。


     电磁兼容性也是一个重要环节。电磁兼容测试包括CE,FCC等。管控PC在国家电磁测试中心达到FCC A级标准、在去年,我公司即将机产品交付国家电子计算机质量监督检测中心进行监测。通过了中石化IC卡加油管控机--电磁快速瞬变脉冲群抗扰度检验的A级指标。即峰值在正负2000V电压,重复频率为5KHZ的条件下工控机正常工作(国家生产许可证检测要求为正负1000V电压)。为工控机入围中石化项目做了技术指标方面的认证。


     管控PC具有4个PCI槽和7个ISA槽,完全可以满足以后系统功能的扩展要求。为了保证整机的可靠性,在产品检测方面,整机出厂前还需要是进行了24小时动态烧机测试。这样保证每一台出厂的工业PC都能在恶劣环境中可靠运行。


     自2004年开始,中石化加油IC卡工程陆续在湖北、广西、山西等省实施。在这些省的管控PC绝大部分用的是工业PC。经过实际运行,管控PC在现场运行稳定、可靠,获得中石化的好评。


    当工业计算机平台应用蓬勃发展之时,工控CF卡/CFAST卡的复制难给各工程人员带来诸多问题。


    在工业计算机平台应用的领域中,为凸显相关设备的高效能,寻找高速、稳定、耐用的数据传输管道一直是各家厂商积极投入的工作重点。因此,当CFast记忆卡出现,瞬间满足了大家的期待,也让相关领域如:嵌入式系统设备、POS系统开发、游戏机台、车载系统的技术发展更加稳定成熟。


    佑华科技掌握工业级存储方案的关键技术,在高速稳定的前提下开发出市场上最大口数的CFast专用。佑华CFast卡专用拷贝机最多能同时进行119片CFast记忆卡拷贝,其产能之大,是业界之冠。此外,拷贝机无须计算机辅助,即可单机执行,并确保每一张记忆卡都能以3.9GB/m的运转速率进行工作。更值得一提的是,拷贝机还内建CFast记忆卡全面检测功能,不仅能检测读写速度与容量来做为CFast卡买卖时的保障,也针对生产制造商的需求,加入读写测试、生产记录(EventLogReport)及耐久度测试(Burn-In)等功能,作为出厂前的品检防线。


    考虑到部分用户仍处于CF记忆卡与CFast记忆卡转换使用的阶段,因此佑华CFast专用拷贝机在设计上也允许双接口的设置。如此一来,拷贝机用户便能在最低的成本付出下,获得最大的效益。


    CF卡/CFast卡复制设备一机两用,节省人资物力。创造工规高速记忆存储方案的极致表现。


    领先业界推出机台体积缩小达八成,完全符合人体工学,适合专业大量拷贝作业的流线式机台设计,提高拷贝作业流畅度,大大增加产能


    领先业界多核心多主板创新多任务技术,最多可串接到2048口数的记忆卡拷贝数量


    以每4口数的记忆卡槽设置一片主板,藉由主板与主板串接可达到超多口数的记忆卡拷贝。如:25组4口数主板串接则可以执行1对99的拷贝数量,且拷贝效能速度完全不会减低,又能达成大量拷贝生产的目标。


    工控机独立式系统与PC操作系统不同,独立式系统在关机之后不留任何数据,不会有病毒感染的问题;而个人计算机操作系统一旦有感染病毒,其所拷贝出来的记忆卡通常会感染病毒。拷贝机开机的时间只要短短几秒钟,不使用时可以在任意时间直接关掉电源,完全不会损伤到机器。