数字化油库解决专项方案.doc

数字化油库处理方案
 河南汉威电子股份创建于1998年，在国家郑州高新技术产业开发区，首批创业板上市企业（股票代码300007），国家火炬计划关键高新技术企业，河南百家高成长民营企业、信息化示范企业。汉威电子致力于打造从多门类传感器、仪器仪表，到物联网行业应用完整处理方案，是中国传感器、安防环境保护仪表领域最影响力企业之一。
汉威电子已形成气体、压力、流量、湿度、热释电等多门类传感器及相关仪器仪表规模产业，已形成家庭、商用、个人防护、工业在线监测、环境分析、采矿安全等多用途传感、检测仪器和监控网络及安全生产、应急管理系统，智能交通监控系统等多系列产品，产品线丰富，产业链完整，尤其是气体传感器，中国市场拥有率达60%，居中国第一，是中国领先、国际著名气体探测产品专业制造商；企业所提供产品和处理方案已应用于全球近数十个国家，经过围绕北京、上海、南京、济南、广州、哈尔滨、长春、沈阳、重庆、新疆乌鲁木齐、库尔勒等全国十余个营销服务中心，百余家服务网点，为民用和个人安全防护、工业控制、安全生产、交通监管提供适合、优质、高性价比产品、服务和处理方案。
    未来，汉威电子将以“发明安全、环境保护、健康工作和生活环境”为企业使命，紧抓新兴战略产业革命历史机遇、围绕“传感器产业、智能仪器仪表产业、行业应用物联网产业”三个方向构建产业集团；企业从用户需求诊疗、方案设计，产品实现，到安装调试、服务运维，提供领先、满意系统处理方案，为用户发明价值和成功。
数字化油库综合监管信息平台
1.1 项目建设背景
    伴随计算机技术发展，军队油库业务信息化关键由消防报警、油气实时在线监测、安防监控、门禁管理、智能钥匙柜、智能管控PDA、油料自动罐装和大罐自动计量等八个系统（以下简称八大系统）组成，为了改变以往信息化建设中各个系统独立建设、布署分散、互不联通局面，需要构建数字化油库综合监管信息平台，以打破原有各子系统割裂情况，实现对油库全局业务数字化集中监管。数字化油库建设关键思想是：以油库八大系统为基础，依靠油库信息网络一体化构建，利用计算机集成技术对油库八大系统高端整合，实现油库数字化业务统一监管。经过数字化油库建设，可全方面提升油库消防、安全、油料综合统一管理水平，并可为更高管理层提供远程监管服务。
1.2 油库八大业务子系统介绍
- 消防报警子系统
    巡查人员发觉火灾并按下火灾现场周围报警按钮或火焰探测器探测到火灾并发送报警信号到火灾预警主机，消防报警系统会在大屏幕上自动弹出预警画面，画面上显示时间、地点、报警起源等信息。另外画面设置有“解除报警”按钮和预警15秒（可依据需求设定）倒计时按钮，假如监控值班人员在要求时间内没有解除报警，系统会把报警自动送达成办公大楼、营房和食堂等人员密集处高音喇叭。同时，系统会将火警信息发送到相关责任人手机上。
- 油气实时在线监测系统
    气体探测器检测气体浓度信息传送到气体报警控制器，实现油气在线监测功效。当气体浓度达成报警值时，气体报警控制器就发出声光报警信号，同时将报警信息传送到监控中心，方便引发值班人员注意并立即采取方法。另外，报警控制器经过实施器可控制风扇进行排风、切断阀门等操作。
- 安防监控系统
    安防监控系统关键包含前段部分、传输部分、控制部分、大屏幕显示部分、防盗报警部分、系统供电部分。
视频和探测器联动预警、移动影像侦测（支持复杂环境下运动目标检测、多个绊线检测、任意形状警戒区域检测）。
- 门禁管理系统
    智能门锁管理系统利用计算机技术、电子技术、精密机械制造技术、精密电磁技术、智能卡技术、指纹技术实现对进出房间持卡人员身份识别，并控制机械门锁是否打开并提供信息查询和统计功效。
- 智能钥匙柜系统
    该系统应用无线IC卡和计算机应用技术，产品以安全可靠、责任明确、全自动化网络管理为关键特点。对钥匙进行科学化管理，安全方便，处理了大量由钥匙引发保安问题。智能钥匙管理系统应用在部分关键场所，不仅能够提升工作效率，方便追踪钥匙去向，而且有相当安全性。
- 智能管控PDA系统
    智能管控PDA （Personal Digital Assistant个人数字助手）系统是借助GIS、GSM、GPRS网络等技术，针对油库开发日常巡视和隶属设施巡检管理工具。该系统能够很好地处理现有巡检管理工作中部分不便和不足，大大提升管理质量和效率。关键功效包含，制订巡检计划、自动监督巡检计划、巡检轨迹播放等。
- 油料自动罐装系统
    油料自动罐装系统是储运系统关键业务系统，负责将油料发出。该系统采取集散式装车控制系统，适适用于火车、汽车装车。每两个装车鹤位配置 1台防爆型自动罐装控制器，在营业室配置一台装车监控管理电脑主机，自动罐装控制器和监控主机采取RS485 总线通信。现场每个鹤位上配置温度传感器、流量计、装车泵、控制阀、防溢液位开关、静电接地夹 ，均接入每个鹤位自动罐装控制器。罐装控制系统采取 MODBUS 通信协议，可和PLC、计算机等上位机系统直接通信。装车管理系统预留和 ERP 系统数据接口，可将装车数据送往ERP 系统。
- 大罐自动计量系统
    采取高精度磁致伸缩液位仪结合高精度差压变送器，取得油品密度，从而实现全自动油品质量计量。提供油品液位、水位、密度实时信息并有报警功效。另外依据罐容表可自动计算油品体积和质量。系统基础组成包含：磁致伸缩液位仪、高精度差压变送器和后台服务器等。
2.3.1 硬件基础平台
2.3.1.1 中心监控室大屏
    大屏系统是数字化油库综合监控信息平台展示窗口，各个业务子系统全部要在这里显示并实现统一管理。
    监控室要配置一个音视频操作台，操作台桌面上安放一台中控系统无线触摸屏。这么绝大部分音视频操作全部能够经过这个触摸屏来操作。
    音视频控制设备包含视频矩阵、RGB矩阵、VGA分配器、功放、反馈抑止器、均衡器、DVD及MD机、中控主机等设备。
    在监控室设置一个操作台，安放2台电脑，1台为PC机用于指挥中心大屏控制软件运行，另外1台为服务器用于运行数字油库综合监管信息平台软件。
2.3.1.2 网络传输
    油库局域网承载着消防报警、油气实时在线监测、安防监控、门禁管理、智能钥匙柜、智能管控PDA、油料自动罐装和大罐自动计量等八大业务系统数据传输业务，其中安防监控视频传输将占有较大带宽，提议建设千兆光纤网络。
2.3.1.3 监测信号接入设备
   HwiseTM31是集RS485通讯和视频服务于一身多功效一体化系统监控设备。采取国际领先H.264（MPEG-4/part10）视频压缩技术，能同时实现多路视频信号和音频信号同时压缩、实时网络传输和远程实时观看。系统含有VMD（移动图像侦测）报警、烟感报警、温感报警、人体远红外防盗报警、气体检测报警等功效，经过RS485实时采集传输现场设备数据，同时系统还能够经过网络进行远程实时动作控制（包含云台、镜头、消防等）。含有视频输出功效，脱离电脑可独立工作。

功效特点：
1）Linux操作系统，嵌入式结构；
2）视频压缩标准：H.264；
3）可实时连接1～8路视频，并可再扩展连接4/8/16路摄像机；
4）支持云台镜头远程控制；
5）支持多路模拟量数据采集和传输，可接入温度，压力，流量等其它模拟量；
6）支持将相关实时模拟量数值叠加在实时画面上；
7）主机前面板设数据显示器，能够实时显示和修改设置；
8）支持模拟量报警值预设功效；
9）支持视频丢失、模拟量断线、主机停机、硬盘故障等多种报警；
10）支持硬盘录像、统计模拟量数据和报警信息；
11）支持动态IP网络连接；
12）支持双向语音对讲；
13）支持远程配置、软件更新；
14）支持多个协议控制器和探测器接入。
2.3.1.4 八大业务子系统关键设备
1）消防报警系统
- 火焰探测器
- IP网络报警器
- 检测或报警信号网络接入设备
- 室外高音喇叭
2）油气实时在线监测系统
- 汉威WD6200气体探测器
- 汉威 KB2100II 气体报警控制器
- 汉威 HWise 31网络一体化监控主机
3）安防监控系统
- 前端部分
   摄像头、电动变焦镜头、室外红外对射探测器、双监探测器、温湿度传感器、地埋泄漏探测器、云台、防护罩、解码器、警灯、警笛等设备。
- 传输部分
光纤、同轴电缆。
- 控制部分
采集、压缩单元。
- 大屏幕显示部分
4）门禁管理系统
- 门锁
- 自助pos设备
- 指纹识别器
- 智能卡
- 手持机
5）智能钥匙柜系统
- 读卡器
- 大门电控锁
- 钥匙存放单元门
- 工具存放单元
6）智能管控PDA系统
- 智能PDA
- GIS地理信息系统
- GPRS网络
- 监测点基座
7）油料自动灌装系统
- 防爆型自动罐装控制器
- 装车监控管理主机
- 溢出静电保护器
- 电液阀
- 鹤管
- 流量计
- 安全活动跳板
- 温度变送器
- 泵
- 过滤器
- 紧急停泵按钮
8）大罐自动计量系统
- 液位计，测量罐内液位、水位、温度
- 后台服务器，多个液位计接入，中控室集中管理显示
2.3.3 应用软件
2.3.3.1 数字油库综合监管信息平台软件
  数字化油库综合监管信息平台软件要实现消防报警系统、油气实时在线监测系统、安防监控系统、门禁管理系统、智能钥匙柜系统、智能管控PDA系统、油料自动灌装系统和大罐自动计量系统等八个业务子系统高度集成，便于统一集中监控管理、提升工作效率和管理水平。
2.3.3.2 八大业务子系统软件接口
    在数字化油库综合监管信息平台中，包含着若干个子系统，而每个子系统又由多种软件平台和多种设备组成。从功效上讲它包含消防报警系统、油气实时在线监测系统、安防监控系统、门禁管理系统、智能钥匙柜系统、智能管控PDA系统、油料自动灌装系统、大罐自动计量系统等和多个型号传感器、实施器、现场控制器、UPS等机电设备。数字化油库综合监管信息平台就是将不一样功效子系统在物理上、逻辑上、功效上连接在一起，以实现信息综合、资源共享。而实现系统集成关键在于处理各子系统之间互联和互操作性问题，这是一个多厂商、多协议和面临多种应用体系结构，也是每一个数字化油库系统所面临问题。处理这一问题最有效方法就是利用软件接口技术，即在集成系统服务器和子系统管理主机之间使用一个软件接口，以此来完成集成系统和子系统连接和信息交换。所谓软件接口是指：一个能使智能化系统（称为主系统）和另外一个智能化系统或机电设备（称为分系统）之间建立起通讯连接软件，并完成主系统和分系统之间数据交换，从而实现主系统对分系统运行状态监控和运行参数设置。软件接口存在前提是主系统和分系统均可提供对外通讯接口，且二者通讯接口互不兼容，不能直接建立连接。所以，软件接口技术利用已成为数字化油库综合监管信息平台中必不可少一项关键技术。
软件接口将为数字化油库系统集成工程提供全方位、切实可行技术保障。
2.4 平台示意图

 大屏幕效果图

油库网络传输拓扑图
3.4 数字化油库综合监管信息平台软件设计
    依据数字化油库综合监管信息平台需求，实现油库管理目标--降低成本、提升工作效率和管理水平。需要实现消防报警系统、油气实时在线监测系统、安防监控系统、门禁管理系统、智能钥匙柜系统、智能管控PDA系统、油料自动灌装系统和大罐（液位）自动计量系统；搭建油库数字化综合监管平台门户系统。
3.4.1 消防报警系统
    在原有消防报警系统基础上，增加了火警未接报警信号转移呼叫功效。当巡查人员发觉火灾并按下火灾现场周围报警按钮或火焰探测器探测到火灾并发送报警信号到HwiseTM31网络一体化监控主机后火灾预警系统会自动弹出预警画面，画面上显示时间、地点、报警起源等信息。另外画面上还有“解除报警”按钮和预警15秒（可依据需求设定）倒计时按钮，假如监控值班人员在要求倒计时内没有解除报警，系统会自动把报警信号送达办公大楼、营房和食堂等人员密集处高音喇叭广播火灾报警信号。同时，系统会将火警信息发送到相关责任人手机上。

消防报警示意图
系统功效：
- 实时监测气体泄漏并提供自动统计和报警功效；
- 火灾探测及示警功效；
- 探测点区域视频监控功效；
- 人工报警开关响应功效；
- 监控中心无人值守时联动音频设备报警功效；
- 高低声光报警功效；
- 数据信息自动保留功效；
- 查询统计功效；
- 数据备份、删除功效；
- 用户分级授权功效；

消防报警系统地理分布显示

3.4.2 油气实时在线监测系统
    油气在线监测系统，采取稳定分布式结构。各探测器和控制器经过电缆连接，控制器经过网络和监控中心油库综合信息管理平台交换数据，实现在线监测功效。若控制器报警，管理平台立即发出声光报警信号，方便值班人员立即采取方法。另外还能够对控制器进行设定，当可燃气体达成一定浓度时，控制器将给实施器发出命令，打开风扇，排出油气，降低浓度。

油气在线监测系统组成
系统功效：
- 经过计量和监测，立即、正确地得到检测点数据改变等分析数据；
- 对汇总信息进行分析，估计改变趋势，预防发生突发性事故。
- 高低声光报警功效；
- 数据信息自动保留功效；

油气在线监测列表显示示意图

油气在线监测历史曲线
3.4.3 安防监控系统
    在视频监控基础上，当监测点报警时视频界面将自动切换到报警现场，报警现场视频画面上显示现场探测器实时数据，并支持多用户同时观看。在摄像机监视场景范围内，对出现运动目标进行检测、分类及轨迹追踪，可应用于多种监控目标，如周界警戒、绊线检测、泄漏电缆入侵探测、非法停车车辆检测、物品状态检测等。在摄像机监视场景范围内，对出现运动目标进行检测、分类识别（人、动物和车辆等）及轨迹追踪。可依据需要设置多种警戒要求，一旦系统检测到运动目标及其行为符合预先设定警戒条件，则自动产生报警信息。

安防视频监控图

系统功效：
- 探测点区域视频监控功效；
- 人工报警开关响应功效；
- 监控中心无人值守时联动音频设备报警功效；
- 高低声光报警功效；
- 数据信息自动保留功效；
- 查询统计功效；
- 数据备份、删除功效；
- 用户分级授权功效；
- 泄漏电缆入侵探测功效；
    泄漏电缆入侵探测器是一个室外围界入侵探测设备。它关键适适用于银行、金库、高级住宅、监狱、仓库、博物馆、电站（包含核电站）、军事目标等关键建筑外围。亦可用在野外地形较为复杂地方（如高低不平山区及周界转角等），以达成有效安全防范目标。泄漏电缆警戒系统特点：可全天候工作，安装隐蔽，可按周界形状轮廓敷设。对防范区内绿化植物不需去除，对距泄漏电缆下方0.5米在防范区内底下活动目标亦有探测功效。
3.4.4 门禁管理系统
    系统经过门锁管理软件对各个房间及办公室门锁进行管理。含有不一样分级授权管理功效权限，锁中微电脑，可识别卡正当性和等级，并做出对应处理，随时可查询门锁开启情况。有效提升了门锁管理功效，增强了可靠性，提升了管理水平。

门禁管理系统功效

系统功效：
- 持卡人资料、权限、密码等管理。
- 管理操作按不一样职能划分成不一样操作区域。各区管理者依据系统授权进行专题操作。
- 提供界面操作在线报修和维护人员回复系统。
- 以不一样子系统和管理权限划分用户分组，用户分组中权限能够进行更改；
- 将用户根据不一样具体职能归入不一样分组，各组中用户最大权限不能超出组权限；
- 多个用户登录认证模式：口令认证、持卡认证等
- 用户增减和更新时可选择该用户登录时是否需要用卡注册；一些功效模块登录必需用卡注册；
- 系统中用户进行统一管理。
- 应用软件中含有方便系统维护功效，包含数据库备份、恢复等。
- 多个使用期设定，对身份识别类应用设定不一样使用期，方便管理。 
3.4.5 智能钥匙柜系统
    本系统使用科技含量高非接触IC卡作为取得钥匙必需条件并对持卡人正当性进行严格判别，非法人员面对钥匙柜将无从下手。报警系统会在系统受到非法操作时统计操作情况，严重时报警系统会自动开启警报器报警。系统采取全自动化网络管理，领导要了解某钥匙使用情况无需亲临现场，经过操作计算机软件即可一目了然，软件界面显示每个钥匙管理人员姓名、单位、职务、钥匙编号、应用业务场所、存取时间、操作及警报情况。

钥匙在位查询

智能钥匙柜事件统计

智能钥匙柜IC卡管理

3.4.6 智能管控PDA系统
    智能管控PDA （Personal Digital Assistant个人数字助手）系统是借助GIS、GSM、GPRS网络等技术，针对油库开发日常巡视和隶属设施巡检管理工具。该系统能够很好地处理现有巡检管理工作中部分不便和不足，大大提升管理质量和效率。
    同时该系统提供了一系列处理方案，基础版处理方案可经过提供全部些人员巡检轨迹和实时定位，对巡检质量实现由人工管理到电子化管理转变，进行考评，确保巡检工作正常开展。专业版处理方案除了巡检到位情况管理外，还可对巡检具体工作内容即设备运行状态和设备运行数据，实现实时上传，统计，保留，并自动对数据分析和挖掘，对设备运行状态和使用情况做统计和分析，最终为设备维护和更换做辅助决议。

巡检验询

系统功效：
- 路线及监测点设计
- PDA和数字化油库平台系统接口
- 巡视人员跟踪及定位。
- 地图上显示巡检轨迹。
- 历史轨迹回放。
- 查询工作人员巡视实施情况。
- 统计分析工作人员巡检实施情况。

巡检路线及监测点

人员管理
3.4.7 油料自动罐装系统
    油料自动罐装系统集装车监控、业务管理、设备管理、数据查询及远程web 公布为一体综合型装车监控软件。

油料自动罐装实时监控

自动罐装系统单号管理

系统功效：
- 装车现场设备状态、流量等数据采集和显示；
- 装车现场工艺步骤画面显示；
- 装车台设备状态异常报警、称重误差过大报警，并自动进行报警统计；
- 生成实时趋势和历史趋势画面并显示趋势信息；
- 数据处理及打印输出各类统计报表功效；
- 提供OPC 通讯接口。
3.4.8大罐（液位）自动计量系统
实时监控储罐液位数据，把液位报警信号接入到数字化油库综合信息管理平台，当液位出现报警时开启应急联动，尤其是液位高报时要把报警声音传输到监控中心。

大罐监测及显示

大罐动态监测图

系统功效：
- 油水、温度、密度异常报警设置功效。                                    
- 用户、班组、油品、现场仪器等管理功效。
- 查询及报表功效。
- 自动计算油品体积和质量
3.5 八大业务子系统软件接入设计
   Hwise900是河南汉威电子股份推出现场管理和系统集成全方面处理方案。在实际数字化油库工程中，基于网络Hwise900系统得到了广泛应用。Hwise900系统是一个经典网络控制系统（Networked Control System，NCS），系统自底向上分为三级：现场级、自动化监控级、管理级。也可将现场级、自动化监控级合起来称为控制级。现场级关键是经过各类传感器完成各类信号现场采集，和用现场实施机构完成现场控制功效。采取RS485、CAN总线、ModBUS等多个控制总线技术，来完成各子系统监测和控制功效。自动化监控级包含各子系统各自配置控制器及独立上位监控系统，完成各自独立控制功效。控制器将现场级采集信号和上位监控设定值进行比较、计算，并向现场级实施机构发出指令，来完成所要求控制功效。管理级主干网采取100M以太网络、用户机/服务器（C/S）或浏览器/服务器(B/S)结构模式，实现子系统之间联络、对话，对各子系统关键信号统一实施监控。
    Hwise900首先将网络系统划分为管理网和监控网两层，各子系统运行在下层监控网，系统集成数据库运行在管理网，各子系统和管理网集成按是否需要另外开发应用程序划分成两大类：一类是经过工业标准协议实现集成，只要通信双方全部共同遵守某种标准协议，即可经过标准化配置将实时数据转换成正当格式后直接和数据库交换信息，不需再开发额外驱动程序；另一类是通信双方不能共同提供某种标准协议标准接口时，需利用系统提供给用程序编程接口函数即API/Net API函数来开发软件接口，以实现数据库访问。这种思想示意图图。

系统平台接口软件架构图

　　图中，将各子系统及其和集成平台通信接口纵向地看作一个模块，整个系统中包含若干个这么模块，这些模块处于平等地位，并行地运行，集成平台统一协调各个子系统之间工作。经过这种全方面定义和概括就实现了对全部实际集成问题处理方案，而且依据并行工程概念和理论，将整个系统模块化，使系统在结构上愈加清楚，从而愈加直观地反应了实际系统情况。