炼化企业汽车衡远程集中智能计量系统设计
汽车衡远程集中智能计量系统是一种基于IC卡/二维码的集提卸货技术、称重技术、计算机、控制技术、 网络技术于一体的高集成度信息系统，具备车号自动识别、自动称重、衡器运行状态实时监控、自动过账、视频全 程监控、音视频对讲等功能，不但实现了衡器远程控制智能化管理，而且提高了企业信息化管理水平及工作效率， 是炼化企业可以借鉴的智能化解决方案。
0.引言
目前石化企业物料进出运输方式主要有：铁路、 公路、管输、轮船，其中公路运输占50%，主要物料有 石脑油、石油焦、丙烯、液化气、三苯产品、聚乙烯、 聚丙烯、轻石脑油、聚醚多元醇等几十种。为了实现 公路进出物料的准确计量，各企业都配备了电子汽车 衡用于称量发货过账。天津分公司现有汽车衡9台 (炼油部3台，化工部2台，聚醚部1台，烯烃部 2台，热电部1台），烯烃部外购石脑油采购进厂汽车 衡(在建)1台，分布在炼油、化工、烯烃、聚醚等各个 作业部内。现场汽车衡采用托利多品牌，该产品具有 计量准确度高、稳定性好、数字传感器防作弊等优 点，在我公司应用情况良好，2003年已应用网络技术 实现各衡器点联网。随着企业规模的不断壮大，汽运 物料量不断增加，2015年达到10.8万车次、316万t。 伴随信息技术的迅猛发展，衡器点简单的联网模式已 落后于高度自动化、集成化、智能化发展需求。
结合天津分公司现场实际特点，在集中管理模式 上进行创新，设计出一套适合企业又极具推广价值的 衡器远程集中智能计量系统。
1.系统设计架构
1.1总体架构
该系统采用3层架构。最底层依托公司现有衡器称重系统，增加车号自动识别、车辆自动感应、语 音提示与对讲、自动过账等功能实现现场称重自动控 制。第2层为集中监控子系统，包括中控室大屏幕集 中监视控制、衡器运行状态远程监控（防作弊)、镑房 监控系统。第3层为数据管理层，包括计量管理系 统、IC卡系统、MES、ERP等多系统数据交互与管理 功能。系统总体架构如图1所示。
1.2系统集成交互架构
各个子系统之间通过标准数据接口可实现数据 的共享和连接。在本设计方案中，标准接口采用 WebService标准实现。Web service是一个平台独立 的、低耦合的、自包含的、基于可编程的web应用程 序，可使用开放的XML(标准通用标记语言下的一个 子集)标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用 程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。系统集 成交互架构如图2所示。
1.3系统部署架构
为了保证天津石化业务系统能够正常、稳定地运 行，系统服务采用多平台(多套虚拟资源)构成运行环 境，通过服务集群技术，应用服务器实现负载均衡和 失效转移，最大限度保证用户响应。系统服务器后端 通过中石化内部局域网连接各类业务服务器，满足系统业务需求。系统部署架构如图3所示。
2.系统功能
2.1现场衡器自动称重系统
作为衡器远程集中智能计量系统的核心子系统， 依托现有衡器称重系统实现各计量点全自动计量，系 统包括自助称重终端、视频车号自动识别系统、自动 语音指挥系统、视频监控系统、红绿灯控制系统、红 外系统、栏杆机系统于一身的智能称重系统。自动称 重子系统如图4，系统自动控制流程如图5。
2.2提卸货管理子系统
衡器远程称重系统以提卸货管理子系统为业务 管理支撑平台，通过子系统集成企业ERP订单数据， 通过业务操作形成提货业务数据后传递分发给现场 自动称重子系统。同时，提卸货管理子系统接收来自 现场的计量数据，通过与企业ERP集成完成企业 ERP的提货单、送货单过账业务。
以往只有化销产品可以通过IC卡完成提货管 理，其他类型只能手工录人提货单号或关键信息，管 理较为复杂’效率不高。本次电子提卸货子系统对炼 销、化销产品出厂、自营产品出厂、服务类车辆出厂、 物资采购进厂以及聚醚部产品进出厂等多种方式进行集成，实现进出厂一卡通/ 二维码凭证作业，同时与 汽车衡集中管理子系统集成，解决产品进出厂过程中 的提单管理、车辆管理、计量管理及结算管理，为企 业构建安全、高效的收、发货平台。
以炼销产品出厂为例，系统自动批量抓取炼销生 成的企业销售大订单，销售中心业务员现场对提货人 身份进行验证，按订单号在企业ERP系统中开小订 单并开卡或二维码，客户在领取随车单时，到作业部 计量点自助扫描二维码，计量系统自动称出皮重并打 印皮重票，装车人员验证车辆皮重票并根据预装信息 装车，完成装车的车辆重车自助扫描二维码称毛重， 系统计算出结算量后打印计量票，同时将实装量数据 发送给提卸货管理系统，打印出门证过账，司机凭出 门证办理出厂手续。出厂流程如图6。
2.3中控室集中控制系统
建立计量数据集中管理和查询平台，各计量点的 数据和视频抓拍图片均传送至集中监控中心，衡器中 央集中监控室可在中心对各计量点的数据进行综合 查询，通过视频监控系统对计量点进行远程的全局监 控和调度。当现场有异常突发情况时可通过语音对 讲功能与现场人员进行沟通、远程处理等。同时中心 的数据可进行远程管理和查询，有权限的领导可以登 录系统，进行相关数据的查询、统计和打印等操作， 从而实现企业内部资源的最大化共享。
3.系统关键技术及创新点
3.1系统接口及数据安全
支持与厂内MES系统、ERP系统、计量信息管 理系统等系统的集成对接，实现多系统间的数据交 互。系统的开发基于.NET Framework进行，提供一个 完善的安全环境，分别针对访问和使用数据，以及加 密、解密和确保数据完整性方面提供了有效的防范 措施。
3.2信息系统专网
为了保证衡器智能管理系统和衡器视频监控系 统信息传输的通畅和互不干扰，考虑将数据信息和图 像信息分开传输，分别经数据网络和视频专网传输。 3.2.1 数据网络
衡器智能管理系统的数据信息依托于天津分公 司原有OA办公网络传输，在保障原有办公网络正常 运行的同时，实现衡器智能管理系统的数据交互的实 时性。
3.2.2视频专网
由于衡器视频监控系统上传至中央集中控制室 传输的图像信息数据量过大，所以构建衡器视频专 网，以满足图像信息实时传输的需要。原则上利用计 量中心各地衡控制室至各作业部信息机房原有光缆 备用芯，以光纤跳接的方式实现专网建设。
3.3应急处置
汽车衡集中控制系统具备在集中控制室实现远 程过衡的功能，包括零点监控和调整，无需人员到现 场操作。提供定期对信息系统全系统的运行状态进 行备份的功能，当由于某种原因引起信息系统全系统 发生故障时，用户可按全系统备份所保留的运行状态进行全系统恢复。
保留各作业部计量点全部原有设备，在网络等异 常情况下无法远程控制过衡的，可由操作人员到现场 切换至应急人工过衡，使整个进出厂业务照常运行。
3.4防作弊手段
①皮重控制。实现车辆皮重、体重的自动分析与 报警处理。计量过程中，当车辆的皮重、体重出现超 差现象时，系统自动提示并报警，车辆需重新检测， 如未通过检测或未经管理部门相关人员的干预，则不 允许过镑。
②位置控制。通过与红外限位信号绑定与栏杆 机的配合使用，彻底杜绝车辆不完全上秤或多辆车同 时上秤的作弊方式。通过光电开关是否被挡住来判断 车辆是否完全上秤，若红外线被遮挡，将无法进行数 据保存，并且在界面上显示报警信息。
③图像抓拍。称重保存数据的同时，软件将自动 抓拍两幅图片并永久保存待以后查询。在称重数据 表格显示区域，要查看某笔记录的监控图片时，双击 该笔记录，相应记录的图片将会显示出来。通过车号 自动调出该车本次计量前最近一次照片，供计量员与 本次计量车辆比对，防止车辆套牌计量。
④集中管控。现场操作人员全部集中到计量中 控室作业，不与司乘人员直接接触，同时称重系统严 格的权限控制，使操作人员无法篡改车辆计量数据， 有效避免了内外勾结牟利的廉洁风险。
⑤称量监控。通过对汽车衡传感器输出等状态 的监控，将实时采集的数据发送至中控室，分析当前 汽车衡的运行状态，同时根据仪表的重量变化情况描 绘出实时车辆重量变化曲线，对于瞬时重量变化异常 的情况进行报警，杜绝不法人员压衡、撬衡行为。
3.5接口预留
与汽运产品定量装车系统、轨道衡系统、LIS系 统等建设统一规划，预留接口，最终实现公司车辆准 人、衡器和定量装车进出厂计量的全部集中监控，从 而提升了系统间的集成度，提高了信息化、自动化程 度及管理效率，降低了运行成本，促进了企业信息化 管理水平不断提升。
3.6磅房监控系统
磅房监控系统由硬件系统和软件系统组成，硬件 系统包括监控主机、采控模块、监测模块以及计算机 网络。对控制室内的供配电系统、水、温湿度、火灾、 红外人侵及网络状态因素进行监测，当系统发现某一 个监控因素出现异常时，会及时弹出报警画面，操作 人员根据报警内容通知相关人员及时处理。
4.结语
汽车衡远程集中智能计量系统利用计算机技术、 网络技术，与视频监控、音频相结合，建立集图像、声 音、数据管理、现场设备控制于一体的远程称重控制 系统。它成功地将视频监控、光纤通讯、声光报警等 先进技术应用于计量系统中，完整地解决了在分散、 危险环境下的计量问题，实现了现场无人值守的计量 方式和数据远程传输的本地化计量，整个计量过程远 程控制（包括零点监控和调整），无需人员到现场操 作。它包含了称重、安防、监控、语音、数据采集、现 场设备控制、信号传输、视音频光端机等应用，具有 明显的实用性、安全性、可靠性和先进性。实施后将 大幅提高工作效率，降低生产成本，具有较好的经济 效益和社会效益，值得在炼化企业中推广应用。
