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中石化工程中工控机的应用案列介绍

发布时间:2013-11-13 11:45 作者:南京研维 阅读次数:

中石化工程中工控机的应用案列介绍:
一、中国石化加油工程背景和项目简介:
        
    中国石化加油工程是一个跨平台、范围广、涉及面宽的全国性系统建设工程。中国石化股份有限公司针对中国石化成品油零售系统进行改造。通过工程的建设,在中国石化辖域的所有加油站内实现“一卡在手,各地加油”的目标。中国石化加油工程将覆盖中国石化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。
        
    中国石化加油工程系统在设计上采用了4层结构,即总公司级(包括中国石化治理总中心和中国石化数据交换总中心)、省级、地级以及各业务终端(包括县级治理终端、加油站、发卡网点等)。中石化在前期将整个规划为:
二.中石化对管控机硬件的要求
        
    整个加油工程中的25000个加油站都将配置一台工控机作为业务终端。工控机负责日常IC卡加油的数目和金额统计,交易票据的打印,加油机监控,逐日将销售交易发往省数据中心,并将下载全国IC卡用户的账户治理信息和新油价等。
        
    加油站的管控机起着非常重要的作用,一旦发生故障,加油站的正常运行将受到影响。中国石化的25000余个加油站分布比较分散,大部分加油站阔别市中心,很多油站位于山区,发生故障时维修更换会非常麻烦。因此,中国石化对管控机的首要要求是系统的可靠性。其次,加油机通过串口与管控机相连,加油站的加油机数目从2个到30余个不等,因此要求管控机具有较强的功能扩展性。为了保证管控系统的稳定运行,中国石化选用了Linux作为管控机的操纵系统,因此要求管控机在硬件上与Linux完全兼容,并且能够流畅运行。

    经过多方比较,中石化终将管控机定为工控机(华北工控机)。工控机在进步系统可靠性方面做了很多特殊设计,它的可靠性大大优于商用PC。下面是商用PC的系统结构图:这种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轻易损坏。一旦母板损坏,进行更换会非常麻烦:现场维护职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,后需要将固定主板的螺钉逐一卸掉,才能将主板卸下。换上一个新主板还要重复上述过程。更换一个损坏的主板,需要花30分钟时间。这样长的MTBF(均匀故障维护时间)对于加油站实际使用是不答应的。另外,商用PC对系统的防震没有做特殊设计,在四周存在振动干扰的场合,很轻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。

相对于商用PC,工控机在结构上做了很大改进,以下是工控机的结构示意图:工控机的主板做成插卡的形式,插在无源底板(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。假如主板损坏,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。硬盘驱动用具有硬盘减震架和减震橡胶垫,能减轻振动对硬盘的损坏。
        
    为了使工控性能可靠工作在高粉尘环境下,在工控机的前面进风口,具有可更换的防尘网。如左图所示:
        
    防尘网设计能有效防止灰尘进进机箱。


        三、 Nematron的中石化管控机硬件解决方案
        
    Nematron公司充分研究了加油站现场应用对管控机的可靠性等方面要求,提出了如下硬件解决方案


             主板
    产业主板是管控PC的核心,综合考虑速度和可靠性要求,Nematron为管控机配置了一块PIII等级的产业主板AES815E-679。采用Intel815E芯片组,高支持1.26GHz。 
             RAID卡
    加油站的管控机在日常使用中会涉及到大量数据保存的题目,这些数据包括油价、加油数目,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,很轻易由于振动、冲击等原因而损坏。为了确保系统数据的安全性。在Nematron工控机中配了一块RAID卡。Raid卡将两个同样规格的硬盘组成磁盘镜像。这样,在一个硬盘损坏的情况下,工控机依然能正常操纵。 
             产业电源        
    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。Nematron为工控机配置的电源为宽范围产业电源,在外部电压波动的环境下也能正常工作。 
             电磁兼容
    电磁兼容性也是一个重要环节。Nematron工控机通过了FCC、CE认证、为工控机进围中石化项目做了技术指标方面的认证。 
             系统的扩展性
    Nematron工控机配置了带7个PCI槽和5个ISA槽的底板(可根据不同要求选择配制),完全可以满足以后系统功能的扩展要求。
        
    Nematron为了保证整机的可靠性,在产品检测方面,整机通过安全,环境,电磁,可靠性检验,MTBF时间长达5万小时以上,整机出厂前更是进行了时动态烤机测试。保证每一台出厂的工控机都能在恶劣环境中可靠运行。
        四、实施的效果
        
    目前,中石化加油工程已经陆续在各地实施。在这些省的管控机尽大部分用的是工控机。经过长时间的实际运行,工控机在现场运行稳定、可靠,获得用户的好评。

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