散糧儲運系統(tǒng)集中管控平臺的開發(fā)與應(yīng)用

申鵬　康中利

摘 要：散糧儲運系統(tǒng)通過應(yīng)用信息化技術(shù)，整合各類數(shù)據(jù)，同時與ERP、EAM等相結(jié)合，搭建了一個面向散糧儲運全過程的集中管控平臺，實現(xiàn)了各類數(shù)據(jù)的自動采集、匯總和分析，提升了儲運系統(tǒng)效能。

關(guān)鍵詞：信息化;散糧;儲運系統(tǒng);集中管控;報表

Abstract：Through the application of information technology and the integration of various types of data， combining with ERP， EAM， etc.， Bulk Grain Storage and Transportation System builds a centralized control platform for the whole process of bulk grain storage and transportation， realized automatic data collection， data summarization and data analysis and improved the efficiency of storage and transportation system.

Key words：Information technology; Bulk grain; Storage and transportation system; Centralized control; Reporting

中圖分類號：U294.7

港口散糧儲運系統(tǒng)一般由卸船系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)（筒倉）和發(fā)運系統(tǒng)4部分組成，在港口散糧裝卸、存儲、運輸過程中發(fā)揮著重要的作用。其系統(tǒng)中樞PLC自動控制系統(tǒng)，通過對生產(chǎn)設(shè)備的邏輯控制，已經(jīng)實現(xiàn)了生產(chǎn)流程的自動化。但仍然缺少對生產(chǎn)經(jīng)營中計劃執(zhí)行、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、運行記錄等過程的控制。在儲運量較小時，散糧儲運系統(tǒng)可以充分發(fā)揮倉容、設(shè)備的優(yōu)勢，實現(xiàn)效率、質(zhì)量和成本的有效控制，但近年來，進口散糧吞吐量迅猛增長，在港口資源有限的情況下，效率、質(zhì)量和成本上都面臨著嚴(yán)峻的考驗。在這種情況下，通過先進的技術(shù)手段，建立散糧儲運系統(tǒng)集中管控平臺，對散糧儲運過程進行有效的、精細化的管理，提高管控能力，在提高作業(yè)效率的前提下不斷提高貨運質(zhì)量、降低作業(yè)成本，實現(xiàn)質(zhì)量效益型港口，提高港口的綜合競爭能力。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

OPC（OLE for Process Control）是一種利用微軟的COM/DCOM技術(shù)來達成自動化控制的協(xié)定，OPC為硬件制造商與軟件開發(fā)商提供了一條橋梁，透過硬件廠商提供的OPC Server接口，不必考慮各項不同硬件間的差異，便可自硬件端取得所需的信息，它是為解決應(yīng)用軟件與各種設(shè)備驅(qū)動程序的通信而產(chǎn)生的一項工業(yè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)[1]。

通過應(yīng)用OPC SERVER技術(shù)，實現(xiàn)了PLC自控系統(tǒng)、GGS糧情檢測系統(tǒng)、雷達測容系統(tǒng)、計量系統(tǒng)等信息的整合，同時與ERP、EAM等相結(jié)合，搭建了一個面向散糧儲運全過程的集中管控平臺。通過對散糧儲運過程中的生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程、統(tǒng)計分析幾大要素進行控制，實現(xiàn)了生產(chǎn)計劃的科學(xué)性、生產(chǎn)過程的可視化、統(tǒng)計分析的自動化。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1。

基礎(chǔ)平臺包括硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和服務(wù)器系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)通信和服務(wù)器硬件支持。數(shù)據(jù)層負責(zé)數(shù)據(jù)的存儲和處理，包括設(shè)備PLC數(shù)據(jù)讀取、作業(yè)計劃數(shù)據(jù)、檢斤數(shù)據(jù)、測容數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù)、測溫數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的提取加工和校正處理。邏輯處理服務(wù)層主要包括對業(yè)務(wù)流程的處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)安全和合法性的監(jiān)測、對外第三方提供數(shù)據(jù)接口服務(wù)。展示層主要是通過統(tǒng)一的門戶登陸，各個部門各級人員通過不同的權(quán)限控制，通過計劃指令的下發(fā)，協(xié)調(diào)快速完成作業(yè)生產(chǎn)計劃，通過記錄的各種數(shù)據(jù)，完成各種報表統(tǒng)計分析。

2 關(guān)鍵技術(shù)及其實現(xiàn)

2.1 OPC服務(wù)及客戶端

服務(wù)端：OPC SERVER用的是KEPSERVEREx，把下位機上所有要采集數(shù)據(jù)的地址添加到服務(wù)上KEPSERVEREx，供客戶端使用。

客戶端：主要通過根據(jù)服務(wù)端地址點值的變化，依托業(yè)務(wù)規(guī)則對數(shù)據(jù)進行處理。OPC實時數(shù)據(jù)記錄：采用C#語言編寫的桌面服務(wù)程序，通過實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口，根據(jù)PLC信號的變化，實時采集，并根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則進行處理，對數(shù)據(jù)進行第一次校正后寫入接口數(shù)據(jù)庫。OPC技術(shù)把硬件和應(yīng)用軟件進行有效分離，避免驅(qū)動程序的重復(fù)開發(fā)，這使得計算機系統(tǒng)集成變得簡單，并縮短了開發(fā)周期，降低了成本[2]。

2.2 自動記錄流程和設(shè)備相關(guān)信息

主要包括流程記錄服務(wù)、設(shè)備起停記錄服務(wù)和設(shè)備故障服務(wù)等服務(wù)，是通過PLC點位信號的變化，記錄流程和設(shè)備相關(guān)信息。上位機給下位機設(shè)備PLC發(fā)出流程啟停等信號，控制設(shè)備運行停止，OPC服務(wù)根據(jù)PLC點位信號的變化，實時記錄流程和設(shè)備相關(guān)啟停信息。通過作業(yè)計劃系統(tǒng)的作業(yè)指令與流程記錄關(guān)聯(lián)，可以知道每個流程及貨物的詳細信息，包括流程作業(yè)時間及相關(guān)設(shè)備信息，貨物的貨主、運輸工具、貨物重量、存放位置、發(fā)貨數(shù)量及發(fā)貨記錄等詳細信息。數(shù)據(jù)驗證校正是根據(jù)一定的規(guī)則對OPC服務(wù)記錄的數(shù)據(jù)進行驗證，修改不完整數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)信息實時抽取加工轉(zhuǎn)換

主要包括流程數(shù)據(jù)校正服務(wù)、班次流程校正服務(wù)、計劃信息更新服務(wù)、秤數(shù)據(jù)自動更新服務(wù)等服務(wù)，通過筒倉測溫、散糧秤、皮帶秤、雷達測容、地磅檢斤系統(tǒng)等接口數(shù)據(jù)信息，結(jié)合作業(yè)計劃的作業(yè)指令和通過OPC服務(wù)記錄的流程信息，對數(shù)據(jù)進行綜合處理加工，可以實時更新倉容容量和溫度等相關(guān)信息，可以對筒倉及貨物信息進行實時監(jiān)控，計劃人員可以根據(jù)筒倉倉容及溫度情況及時做出計劃，并提交調(diào)度人員執(zhí)行，調(diào)度人員根據(jù)計劃，結(jié)合現(xiàn)場情況下發(fā)送指令給中控室人員進行作業(yè)。

3 技術(shù)亮點

通過整合PLC自控系統(tǒng)、GGS糧情檢測系統(tǒng)、雷達測容系統(tǒng)、計量系統(tǒng)等信息的整合，同時與ERP、EAM等相結(jié)合，搭建了一個面向散糧儲運全過程的集中管控平臺，自動記錄各類信息并生成報表，處理了散糧儲運系統(tǒng)復(fù)雜的實際業(yè)務(wù)問題。該項目主要有以下技術(shù)亮點。

3.1 實現(xiàn)了計劃與執(zhí)行的關(guān)聯(lián)

將生產(chǎn)計劃與PIC自控指令進行硬性關(guān)聯(lián)，使生產(chǎn)指令嚴(yán)格按照生產(chǎn)計劃執(zhí)行，防止計劃執(zhí)行錯誤。生產(chǎn)指令見圖2。

3.2 實現(xiàn)作業(yè)流程信息的自動記錄與校正

根據(jù)作業(yè)計劃信息、上位機操作指令，通過檢測下位機PLC地址點位值的變化，自動記錄流程作業(yè)信息，并依據(jù)流程編制規(guī)則對數(shù)據(jù)進行自動校正，減少人工干預(yù)，實現(xiàn)對流程作業(yè)信息的寫實，使數(shù)據(jù)更加真實、準(zhǔn)確。

3.3 實現(xiàn)倉內(nèi)貨物的測算

采用先進的雷達檢測設(shè)備，檢測出倉內(nèi)貨物的存儲狀態(tài)，通過計算容積，測算出倉內(nèi)貨物重量。

3.4 實現(xiàn)設(shè)備運行數(shù)據(jù)的智能甄別

在OPC客戶端實現(xiàn)OPC標(biāo)注接口，通過OPC服務(wù)，實時讀取現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則和流程記錄，對數(shù)據(jù)進行加工和校正，智能甄別出有效的運行數(shù)據(jù)，確保運行統(tǒng)計真實有效。作業(yè)日報系統(tǒng)架構(gòu)見

圖3。

3.5 實現(xiàn)了筒倉信息的自動更新

通過整合計劃、測溫、測容和計量等數(shù)據(jù)，實時更新筒倉信息，形成倉容報表，為計劃制定、公司決策提供依據(jù)。倉容報表見圖4。

3.6 實現(xiàn)了設(shè)備操作的全程過程記錄

通過讀取上位操作指令、I/O點位變化，全程記錄對設(shè)備的操作，自動生成操作日志，確保事件分析有理有據(jù)，提高了設(shè)備管理水平。設(shè)備日志見圖5。

3.7 實現(xiàn)了多個系統(tǒng)的全面整合

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對硬件設(shè)備進行整合，并將晝夜作業(yè)計劃、地磅檢斤系統(tǒng)、筒倉測溫系統(tǒng)，皮帶秤、散糧秤、雷達測容系統(tǒng)等系統(tǒng)進行整合，實現(xiàn)與作業(yè)流程信息與聯(lián)網(wǎng)對接，實現(xiàn)流程設(shè)備數(shù)據(jù)的自動化記錄、筒倉信息自動更新、各種統(tǒng)計報表的自動生成。倉容溫度日報見圖6。

4 總結(jié)

經(jīng)過多年的發(fā)展，信息化建設(shè)已經(jīng)進入了有分散建設(shè)向集中管理的新階段，更加注重集成整合和提高信息共享水平[3]。管理精細化、管理高效能、管理智慧化，是未來港口提升綜合競爭力的有效手段。港口作為自動化應(yīng)用程度較高的行業(yè)，需要更好的與信息化技術(shù)相結(jié)合，散糧儲運系統(tǒng)集中管控平臺的成功應(yīng)用，為其提供了借鑒。

參考文獻：

[1]吳劍恒，陳文強.OPC技術(shù)特點及其在異構(gòu)DCS中的應(yīng)用[J].能源與環(huán)境，2010（3）：33-34.

[2]陳偉彬，劉曉光，凌志浩，等.“工控軟件互操作規(guī)范OPC技術(shù)”講座第11講OPC技術(shù)在控制系統(tǒng)集成中的應(yīng)用[J].自動化儀表，2003（3）：67-70.

[3]劉國海.集散控制與現(xiàn)場總線[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：申 鵬（1982—），男，本科，工程師;研究方向為信息化與自動化。

康中利（1984—），男，本科，助理工程師;研究方向為機械研發(fā)與科技攻關(guān)。