定量装车系统.docx
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定量装车系统
油品销售流程及定量装车管理系统方案设计
本销售流程功能适用于部分中石油、中石化销售单位的油品销售管理过程，适用于多数地方油库的油品销售过程管理
本设计方案实现油品销售流程的自动化管理，杜绝了绝大多数的作弊行为，提高了作业效率。
是目前国内自动化程度
高的一套管理系统。
本系统实现了流程管理、装车过程管理等功能。
设计方案：
1.1 概述
本系统设计依据“先进、可靠、实用”的原则，采用“集中管理、分散兼集中控制”的模式，将系统分成现场仪表、过程控制、生产管理三层结构。
装车鹤位增加新的设备或者更换老的设备；装车厂选择一个监控室，实现装车数据实时采集、数据管理功能；
办公楼业务大厅配置1套服务器，作为数据业务中心、网络中心节点；
东西大门各配置1套计算机终端、车牌提取系统（视频摄像系统）、刷卡系统，实现门禁控制管理；配置1套查询系统，供司机查询使用；
东西地磅室各配置1套计算机终端、刷卡系统、信息显示系统，实现称重计量功能；
考虑到雷雨天气的影响，本方案设计了防雷系统，并充分的提出了系统接地要求。
详细配置、功能特点见后面的介绍。
依据本方案构建的系统将是一个完整的、标准化的、易于扩充的、技术成熟的系统，既具有先进可靠的硬件和软件系统，又有成熟、高效的高级应用软件，可满足现场监视、实时控制及生产管理的需要。
1.2 系统方案设计
1.2.1 销售作业流程（过程）设计
重点描述司机从进门开始到出门整个装车流程（过程），所有相关职能部门岗位是如何工作的、都做哪些工作，销售流程是如何完成既定任务，如何实现防作弊功能，如何提高作业效率。
本部分内容是系统实现的基础，如有与用户单位思路不符的地方，请直接与本公司联系进行讨论、修改。
为了更好的展示销售流程是如何作业的，本公司可以提供流程作业三维动画。
流程文字描述如下：
1.2.1.1 节点（终端）设计
（1） 销售处：
在办公楼营业大厅，配置1套计算机终端。
（2） 财务处（开票处）：
在办公楼营业大厅，配置1套计算机终端、1套刷卡器设备；
（3） 结算处：
在办公楼营业大厅，配置1套计算机终端、1套刷卡器设备；
（4） 收银处（银行）：
在办公楼营业大厅，配置1套计算机终端、1套刷卡器设备；
（5） 门岗：
在东西出入口处，共2处，各配置1套计算机终端、1套刷卡器设备、1套车牌识别系统；
（6） 地磅室：
在地磅处，配置1套计算机终端；在每个地磅南北两端各配置1套刷卡设备、信息显示屏；
（7） 监控室：
在装车厂某个值班室内，配置1套计算机系统（不同于其他终端）、1套监控机柜、1套操作台等；
（8） 鹤位：
每个鹤位配置1套装车控制器、1套刷卡器、1套静电溢油报警器；
1.2.1.2 销售流程设计及功能
1）价格设定：
由销售处（营销部）终端负责管理。
销售处每日发起一个零散销售价格的申请，该价格为当日内零散客户的执行价格。
该申请支持特殊流程（即可以直接提交到开票处执行，但是在需要批准的地方仍然显示，提示补批），定价委员会批转，开票员直接执行该价格。
合同客户和公司客户每个合同申请一次价格，该流程同样支持特殊流程。
开票员选择客户和需要执行的合同，自动提取价格。
在合同变动范围内的，可以营销部内部结束，超过范围的，流程同前述申请流程。
销售处前台负责为客户（合同客户、零散客户）生成提货流水号。
2）开票：
客户（司机）至开票处出示流水号等信息，报客户名称和客户授权书（人看的，可以不出示，证明是个合法司机），开票员填写客户名称（如果存在，可以自动调出）、油品名称、拟提量、车号、相关销售参数，并存档，同时生成提货IC卡。
如果需要，可以打印单据在财务留存；一车多罐、多油品，同时开具多张提货IC卡。
开票处终端可以配置多台。
IC卡记录了客户ID信息，该信息具有唯一性，是加密数据。
IC卡是司机在整个流程中的唯一有效通行证，每个终端只认该卡。
无卡者不能进入流程，流程中卡丢失或卡坏者，需要执行特殊过程；
3）进门：
司机根据车辆情况可以选择进东门或西门。
进门时候需要刷卡，系统识别是有效卡时，门禁系统自动开启，否则禁止入门。
卡有效性验证过程：
大门处配置1套刷卡器，在司机的左手，司机可以不下车即可刷卡。
在停车位置的前方有1套摄像头（车牌识别系统），在司机刷卡的同时，系统自动提取车牌号。
同时满足下2个条件才是有效卡，否则无效：
（1）IC包含的卡信息在系统中存在；
（2）现场提取车牌号与系统中存在的车牌号一致；
门岗处（室外）、业务大厅各配置有一套独立的查询系统，允许司机查询所持IC的发货信息。
司机刷卡后，系统自动显示该单据状态信息、数据信息、客户信息。
4）称重（皮重）：
地磅处配置有刷卡器、信息显示牌。
司机停稳车后刷卡，系统自动从地磅仪表取得“皮重”数据，数据自动记录到该IC卡对应的记录中。
只有进行过皮重称重的车辆才可以在鹤位刷卡装车，否则提货卡无效，无法启动装车。
一车多罐多油品需要多次过磅，每次提货对应一个提货卡。
司机刷卡时不用下车，称重完毕后，司机前方显示屏显示车号信息、称重信息、鹤位分配信息（系统自动分配）、以及前方等待车数量信息。
系统自动比对该车的历史皮重，防止司机人为加重作弊。
5）装车：
拉油车到指定的鹤位处装油。
车就位后，司机刷卡，控制器自动验证IC的有效性，确认有效后，控制器交替显示车号与拟提量，否则显示出错信息。
装油工（在2层工作面）确认无误后，放置鹤管、司机夹好接地夹子。
就绪后，装油工按下控制器上的开始按钮启动装车。
IC卡的验证过程：
刷卡后，控制器比较IC信息与系统信息是否一致，一致则是有效卡，否则为无效卡。
针对与汽油、柴油装车栈桥，控制器会根据IC信息，自动启动指定油品装车，可以避免装油工的调换油品装车。
装车结果分为以下几种情况：
l 正常装完：
拉油车直接进入下一个流程，过磅即可；
l 中间停止：
可以继续装车，可以强制停止装车，然后进入下一个流程，过磅即可；
6）称重（毛重）：
拉油车到地磅处称量毛重。
车停稳司机刷卡后，系统自动计算出该车的装油净重（支持重量扣比），与流量计数据进行比较，若出现较大差别，系统提示报警信息，数据自动记录到系统中，并显示在车前方的信息显示牌上，供司机查看，显示的信息有车号、皮重、毛重、净重。
在此环节允许按照事先设定比例进行扣水、扣重。
7）结算：
司机到结算处（结算岗）结帐。
司机刷卡后，系统自动显示过毛后车辆的应收金额，（结算时操作员选择扣减应付款或者挂账，或者结余退款），系统打印结算单（可不体现价格）。
全部或部分现金的，司机到收银处交款，司机刷卡后，系统显示应缴金额，交款后，司机从结算处领取结算单（司机交差使用）。
对于一车多品也是按车结算，需要显示每品的数量单价金额。
客户结算可选择整车挂账，财务收款后，充减挂账额。
8）出门：
司机刷卡并交卡，系统自动验证该车是否结算完毕，根据结算信息决定是否放行。
同时满足下3个条件才可以放行：
（1）IC包含的卡信息在系统中存在；
（2）现场提取车牌号与系统中存在的车牌号一致；（3）IC卡包含的信息单已经结算完毕；
出门后，系统自动清除该IC的卡内信息，成为无效卡。
9）审核：
必要时候，管理人员可以执行审核程序，并生成审核单，审核单显示销售单据、出库单据等信息。
1.2.1.3 销售流程的可组态功能
（1） 销售流程的可组态功能的必要性：
l 满足多种用户的需求；
l 满足特殊情况下，能够完成特殊作业的要求；
（2） 可组态功能：
l 节点网络组态；
l 节点功能组态；
l 验证信息组态；
1.2.2 系统网络拓扑结构设计
销售网络（管理层网络）组成独立的以太网，与公司办公网络（如果有）、控制层网络独立开来，保证系统数据安全性、可靠性。
管理层网络交换中心设在业务大厅，交换机采用工业100M以太网交换机，其他节点布线连接，距离远的铺设光缆，近的铺设超五类双绞线。
服务器采用双网段设计，将来能够挂接到办公网络，提供共享数据；管理层网络配置硬件防火墙、网络版防病毒软件，保证数据安全。
控制层网络节点（监控计算机）采用双网段设计，这样不影响控制层数据实时交换；
1.2.3 网络安全设计
（1） 主机安全措施
u 系统可根据用户对数据的不同要求，将用户分成若干个角色，不同的角色具有不同的权限，服务器根据每个角色所具有的权限开放相关的信息通道供登录用户查询和操作。
u 用NTFS（NT文件系统）格式取代FAT，对文件和目录可以使用ACL（访问控制），ACL可以管理共性目录的合理使用，而FAT只能管理共享级的安全。
u 充分利用WINDOWS2003SERVER域管理功能，正确控制域用户成员的权限。
（2） 防火墙
系统对接入的宽带网安装硬件防火墙，以阻止外来的非法侵入。
在服务器设置上，把对安全较敏感的服务器，放在防火墙内部，服务器可放于防火墙的外部。
在防火墙上除了设置服务器的某些特定端口可以访问外，其它端口一律关闭。
（3） 网络防病毒措施
系统中安装网络防病毒软件，以防止网络病毒的感染。
选用专门的安全服务器，在服务器中安装防病毒系统，以提供对病毒的检测、清除、免疫和对抗能力，并随时更新病毒库。
在客户端安装客户端防病毒软件，将病毒清除在本地而不致扩散到其它主机或服务器。
在管理上，制订一整套规章制度，提高员工安全意识，从根本上预防病毒对网络信息系统的危害。
1.2.4 软件系统架构设计
（2） 所有软件均采用正版授权提供，保证系统运行稳定可靠性能。
系统结构采用C/S、B/S相结合的技术，保证系统稳定可靠、简单易用。
其中终端节点到服务器采用C/S结构，服务器的数据发布采用B/S结构；
（3） 服务器软件配置：
u 功能：
实现数据存储、管理，是销售管理系统的数据核心节点、数据发布节点，可以通过服务器管理软件配置服务器的功能；
u 操作系统：
Windows2003server；
u WEB服务器：
IIS；
u 数据库系统：
SQLserver2005；
u WEB应用软件开发：
MicrosoftVS.net2005；
u 服务器管理软件开发：
BorlandDelphi7.0；
（4） 终端节点：
包括销售处、财务处、结算处、收银处、门岗、地磅室，操作系统配置WindowsXP专业版，安装一套终端管理软件（客户端）；管理软件具有账号登陆退出管理模块、价格设定功能模块、合同管理功能模块、流水号管理功能、提油单据管理模块、IC卡管理功能模块、门禁控制功能管理模块、车牌号识别功能模块、称重功能管理模块、信息显示功能管理模块、鹤位自动非配功能模块、资金结算功能管理模块、收银功能管理模块、审核功能管理模块、数据查询管理功能模块、即时通讯功能管理模块、节点功能配置管理模块；
（5） 监控机节点：
在现场监控室。
实现了管理层数据与控制层数据通讯、交换功能，操作系统配置WindowsXP专业版，人机界面采用Intouch组态软件。
1.2.5 控制层系统配置设计
过程控制是装车业务的核心，其稳定可靠性直接影响系统使用。
为了满足高可靠稳定性能的要求，本公司所采用的架构、技术、设备均为业界最先进技术、产品。
（1） 控制层通讯网络采用PROFIBUS总线，通讯速率设计为187.5Ｋ，通讯距离达到1000米，若距离小于300米，速率可以达到2M，保证了数据通讯的实时性能。
另外，PROFIBUS通讯总线是业界公认的成熟可靠的工业通讯总线；
（2） 批量控制器的主控设备采用西门子的PLC，性能稳定可靠。
人机界面采用嵌入式系统技术，液晶显示器采用5.7寸工业液晶显示器，满足宽温工作要求。
键盘采用机械按键（含数字键、功能键），经久耐用，手感好。
现场的流量计信号、阀门开关信号、刷卡器信号直接接入到控制器。
批量控制器，在保证安全的情况下，具有多种工作模式：
联机模式、单机模式、IC认证模式、密码认证模式，满足多种情况使用要求，且具有大容量存储器；详细参数见后面章节介绍；
（3） 通讯控制器采用西门子400系列高性能PLC，通过PROFIBUS总线连接批量控制器，通过以太网络连接监控机节点；通信控制输出逻辑信号给变频泵控制系统；
（4） 系统配置架构如下：
1.2.6 信息交互显示设计
（1） 在业务大厅设立数据查询终端，供司机查询相关信息；
（2） 在大门出入口设立数据查询终端，供司机查询相关信息；
（3） 在每台地磅的南北两端配置1套信息显示屏、1套刷卡器，在司机停稳车刷卡后，皮重称量时，显示屏自动显示车号、重量、分配的鹤位号，毛重称量时，显示屏显示车号、净重、油品名称；
（4） 在栈桥鹤位处，控制器显示装车过程每个阶段的状态、报警状态；静电溢油保护器提供声音报警信号；
防爆信息显示屏
1.2.7 IC卡应用设计
IC卡是进入作业现场的唯一凭证，系统认卡不认人。
IC卡系统是本系统的一大特点，是本公司专门为本系统开发的高效高可靠性产品。
（1） 在财务处终端（可以是多个，以提高作业效率）配置刷卡器设备（刷卡器），根据销售流水号，财务处终端生成IC卡（提货卡），IC卡数据经过加密算法，防止伪造IC卡；
（2） 在出入口配置刷卡器设备，IC卡作为门禁控制系统的口令。
司机刷卡时候，系统自动验证IC卡的合法性，若合法，系统自动给门禁控制器开门信号（触点），开启门闸，否则拒绝开门。
为保证安全，系统拒绝人为手动开启大门。
系统配置有特殊IC卡，可以自由出入大门，这些卡仅限内部人员使用；出门时候，系统自动验证该卡是否结算完毕，若是，系统开启门闸方形，否则拒绝放行；
（3） 每台地磅配置刷卡器设备，自己刷卡后，系统自动识别该IC卡所对应的流水号，流水号是作业单的索引号；
（4） 每个鹤位配置刷卡器设备，司机装车前需要刷卡，验证车辆的有效性，系统自动提取装车数据开始装车；
（5） 结算处配置刷卡器设备，司机刷卡后，系统自动识别该车是否过完毛重，给出结算单据信息；
（6） 收银处配置刷卡器设备，标识该单据的收款信息；
（7） 为了方便司机查询所持IC的信息，在业务大厅、出入口，个配置一套终端（含刷卡器设备），司机刷卡后，终端自动显示该IC卡的状态、数据信息；
1.2.8 泵控制请求设计
经过我公司技术人员的现场调研，装车泵远在库区，距离装车现场约1000米左右，每种油品配置了变频泵，泵的开启与停止，靠现场作业人员的对讲机指挥。
我公司的专家人为，这会存在两方面的问题：
（1） 安装隐患：
可能会存在信息沟通不畅、误开（停）隐患，中石油西北销售公司某公司曾经因为人员沟通失误造成油品浪费50多吨；
（2） 作弊隐患：
生产人员协同调换油品；
（3） 本方案设计如下：
（4） 将批量控制器的泵请求信号经过逻辑或以后输出给库区泵房变频控制系统，作为泵的开启、停止的判断信号；
（5） 逻辑或的结果为0，表示停止泵，为1表示开启泵；
1.2.9 阀门配置设计
汽油、柴油装车栈桥现有工艺如下：
汇管
输入管
现在存在的弊端很多，现在设计如下：
（1） 在每种油品输入管（DN80），安装电动控制阀门（电液阀），在汇管处安装二段式气动球阀（德国进口）；电液阀门的手动开关加锁；
（2） 原手动阀门不变，通常情况下，手动阀门处于打开状态；
（3） 装车时，系统自动选择打开输入管阀门、汇管阀门；
（4） 液化气的液相管（DN50）安装1套气动球阀；
（5） 阀门满足防爆安全要求；
（6） 装车栈桥增加气源（业主提供），气源压力要求：
4~8公斤；
阀门参数：
略。
详细见后面章节；
1.2.10 流量计配置设计
（1） 在汽油、柴油栈桥汇管处、液化气的液相管安装一台质量流量计，流量计提供脉冲信号，信号直接接入到批量控制器。
装车时，系统自动计量装油量，达到拟提量时自动关闭阀门；
（2） 质量流量计为罗斯蒙特品牌；
（3） 参数：
略。
详细见后面章节；
1.2.11 静电溢油报警器配置设计
（1）
静电溢油保护器
汽油栈桥、柴油栈桥现有接地报警器更换成静电溢油报警器，液化气更换成接地报警器（现有报警器没有输出点）；
（2） 报警信号接入到批量控制器；
（3） 装车时，首先将鹤管就位、接地夹子夹好，司机刷卡后，由操作工在二楼工作台气动装车按钮（控制器上）；
（4） 过程中，若有报警信号，系统自动停止装车，以保证装车安全；
（5） 参数：
略。
详细见后面章节；
1.2.12 关于鹤管改造的建议
在汽油栈桥鹤管没有密封冒，本公司建议安装密封冒，以减少挥发损耗以及环境污染；
1.2.13 系统供电设计
（1） 服务器供电：
UPS供电；
（2） 终端：
本地市电；
（3） 监控机：
UPS供电；
（4） 流量计、阀门、静电溢油保护器、批量控制器：
本地市电。
电源取自于栈桥北端的防爆操作盘，操作盘可以切断电源。
可以提供DC24V电源；
1.2.14 系统布线设计
（1） 网络布线：
在业务大厅配置一套网路机柜、服务器机柜，所有的终端铺设网线到网络机柜，距离远的铺设光缆；
（2） 总线布线：
每个栈桥到现场监控室铺设PROFIBUS总线电缆；
（3） 电源线：
每个栈桥到现场监控室铺设一条RVV2*2.5的电源线，给弱电设备提供电源；
（4） 泵请求控制信号线：
从现场监控室到库区泵房铺设一根多芯电缆，指示对泵的请求状态；
（5） 每个栈桥北端配置一套防爆控制盘，提供现场电源；
布线图见投标文件。
1.2.15 系统防雷防静电设计
本系统防雷主要包括内部防雷：
内部防雷系统是通过等电位连接系统、共用接地系统、合理布线、在需要保护设备的前端安装合适的避雷器等组成，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。
将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。
1.2.15.1设计思路
针对可能的雷电波入侵途径，我们在接地、屏蔽、合理布线、等电位连接等四个方面做多层次的防护，其中等电位连接最为重要，安装SPD实际就是间接等电位，其属于等电位连接方式的一种。
1.2.15.2具体措施
1、防静电感应过电压及室内保护模块均压等电位处理：
防静电地板要进行接地处理，当室内空气干燥时很容易在防静电地板表层聚集大量电荷，为了充分发挥防静电地板的效用，应将设备外壳、机房内的不带电金属物件有效接地，可使用等电位连接盒连接。
同时对防静电地板进行接地处理，为了保证机房内各接地线间的电位均衡，必须在防静电地板下进行室内均压等电位处理，选用35mm2的铜编织带做等电位连接，网格不大于4x4米敷设于防静电地板下，组成均压网格并与防静电地板的支架进行有效电气连接。
要求规定：
机房的铜编织带都必须闭合成环，交叉点必须机械连接，铜编织带与其他设备也必须是机械式连接，以防连接处氧化，致使接地阻值升高。
2、接地系统：
接地是防雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷或是其他形式的雷电最终都是把雷电流送入大地，因此，没有合理而良好的接地装置是不能可靠的防雷的。
必须按照国家标准做好良好的接地，接地电阻必须小于4Ω。
采用独立接地时，每个接地之间不应小于20m，以防止地电位反击对设备造成的损坏。
3、布线及屏蔽系统：
金属导体，电缆屏蔽层及金属线槽（架）等进入机房时，应做等电位连接。
当采用非屏蔽电缆时，应敷设在金属管道内并埋地引入，金属管应电气导通，并应在雷电防护区交界处做等电位连接。
1.2.16 系统扩展方案设计
系统建成后，可以将渣油、油浆系统扩展到系统中。
扩展仅需做以下工作：
（1） 组态监控机画面，添加控制点；
（2） S7400PLC扩展板增加PROFIBUS接口；
（3） 组态S7400的控制程序，增加控制点；
（4） 将新的栈桥总线连接到PROFIBUS接口；
（5） 组态销售流程中的品名数据库，添加新的油品；
1.3 系统主要功能
1.3.1 防作弊功能
防作弊功能是本系统的重点之重点，防作弊功能是通过流程的设计、各个环节的信息验证实现的。
本系统提供了以下几方面的防作弊功能：
（1） 规避非法车辆入场：
在出入口配置有专业车牌照识别摄像机，司机进门时，系统自动识别车号，不一致则无法进入作业场地。
（2） 防止皮重人为加重：
系统能够比对历史皮重，若发现皮重无原因的大幅度增加，将提示报警信息，该信息能够自动存储在系统中；
（3） 防止油品调换：
据了解，这种作弊方式或人为失误，是常见的，本系统能够有效的杜绝这种行为的发生。
主要实现手段是系统自动分配鹤位号、自动选择油品；
（4） 防止车辆非法装车：
每个装车业务的产生必须有对应的流水号，完毕后必须进行该车辆的称重、结算，否则，车辆根本不能出场地；
（5） 防止非法操作：
任何敏感性操作、报警事件信息系统自动记录，保证作弊行为无法实施；
1.3.2 安全可靠性
（1） 装车安全性保障措施：
u 防溢出采用两种方式。
硬件连锁控制方式：
溢出报警器同阀门连锁，防止冒罐溢出。
软件控制方式：
到达设定油量时，现场控制器自动关闭阀门；现场控制器配置有紧急停止按钮，出现紧急情况时候，可以紧急停车，以保障安全；现场鹤位安装有手动阀门，一切手段失效时可以手动切断油品装车；
u 静电系统设有静电保护装置，当系统静电连接不符合规定时，静电保护器发出报警，系统不能启动或自动停止装车。
u 利用阀门的特点，实现开度和开关速度的控制，达到最优流量工况，保证安全流速并防止水击、静电和定量过冲现象。
装车过程流各阶段流速控制示意图
u 所有报警事件信息自动记录，方便日后查询；
u 系统设计充分考虑防雷、防静电措施；
（2） 网络数据安全保障措施：
u 安装硬件防火墙；
u 安装网络版杀毒软件；
u 屏蔽不必要的接口，避免人为传染病毒；
u IC卡使用加密数据；
u 所有数据操作、敏感性操作均需特定授权才可进行；
u 所有操作自动记录，方便日后责任认定；
（3） 可靠性保障措施：
u 流量计、阀门等在线设备采用进口产品；
u 批量控制器主控设备采用西门子200系列的PLC，产品性能稳定可靠，维护、维修方便；
u 通讯总线采用工业PROFIBUS总线，保证数据通讯流畅、稳定；
u 通讯总线每个栈桥分配1条，保证数据符合不高于30%。
西门子规定，每条PROFIBUS总线可以带99个子站，而我们设计只有最多30个；
u 主通讯控制器采用西门子400系列PL
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