散糧儲運系統集中管控平臺的開發與應用

申鵬　康中利

摘 要：散糧儲運系統通過應用信息化技術，整合各類數據，同時與ERP、EAM等相結合，搭建了一個面向散糧儲運全過程的集中管控平臺，實現了各類數據的自動采集、匯總和分析，提升了儲運系統效能。

關鍵詞：信息化;散糧;儲運系統;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

港口散糧儲運系統一般由卸船系統、輸送系統、存儲系統（筒倉）和發運系統4部分組成，在港口散糧裝卸、存儲、運輸過程中發揮著重要的作用。其系統中樞PLC自動控制系統，通過對生產設備的邏輯控制，已經實現了生產流程的自動化。但仍然缺少對生產經營中計劃執行、數據統計、運行記錄等過程的控制。在儲運量較小時，散糧儲運系統可以充分發揮倉容、設備的優勢，實現效率、質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、質量和成本上都面臨著嚴峻的考驗。在這種情況下，通過先進的技術手段，建立散糧儲運系統集中管控平臺，對散糧儲運過程進行有效的、精細化的管理，提高管控能力，在提高作業效率的前提下不斷提高貨運質量、降低作業成本，實現質量效益型港口，提高港口的綜合競爭能力。

1 系統架構

OPC（OLE for Process Control）是一種利用微軟的COM/DCOM技術來達成自動化控制的協定，OPC為硬件制造商與軟件開發商提供了一條橋梁，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，它是為解決應用軟件與各種設備驅動程序的通信而產生的一項工業技術規范和標準[1]。

通過應用OPC SERVER技術，實現了PLC自控系統、GGS糧情檢測系統、雷達測容系統、計量系統等信息的整合，同時與ERP、EAM等相結合，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計劃、生產過程、統計分析幾大要素進行控制，實現了生產計劃的科學性、生產過程的可視化、統計分析的自動化。系統架構如圖1。

基礎平臺包括硬件設備、網絡系統和服務器系統，提供數據通信和服務器硬件支持。數據層負責數據的存儲和處理，包括設備PLC數據讀取、作業計劃數據、檢斤數據、測容數據、計量數據、測溫數據等數據的提取加工和校正處理。邏輯處理服務層主要包括對業務流程的處理、數據分析、數據安全和合法性的監測、對外第三方提供數據接口服務。展示層主要是通過統一的門戶登陸，各個部門各級人員通過不同的權限控制，通過計劃指令的下發，協調快速完成作業生產計劃，通過記錄的各種數據，完成各種報表統計分析。

2 關鍵技術及其實現

2.1 OPC服務及客戶端

服務端：OPC SERVER用的是KEPSERVEREx，把下位機上所有要采集數據的地址添加到服務上KEPSERVEREx，供客戶端使用。

客戶端：主要通過根據服務端地址點值的變化，依托業務規則對數據進行處理。OPC實時數據記錄：采用C#語言編寫的桌面服務程序，通過實現標準的OPC接口，根據PLC信號的變化，實時采集，并根據業務規則進行處理，對數據進行第一次校正后寫入接口數據庫。OPC技術把硬件和應用軟件進行有效分離，避免驅動程序的重復開發，這使得計算機系統集成變得簡單，并縮短了開發周期，降低了成本[2]。

2.2 自動記錄流程和設備相關信息

主要包括流程記錄服務、設備起停記錄服務和設備故障服務等服務，是通過PLC點位信號的變化，記錄流程和設備相關信息。上位機給下位機設備PLC發出流程啟停等信號，控制設備運行停止，OPC服務根據PLC點位信號的變化，實時記錄流程和設備相關啟停信息。通過作業計劃系統的作業指令與流程記錄關聯，可以知道每個流程及貨物的詳細信息，包括流程作業時間及相關設備信息，貨物的貨主、運輸工具、貨物重量、存放位置、發貨數量及發貨記錄等詳細信息。數據驗證校正是根據一定的規則對OPC服務記錄的數據進行驗證，修改不完整數據。

2.3 數據信息實時抽取加工轉換

主要包括流程數據校正服務、班次流程校正服務、計劃信息更新服務、秤數據自動更新服務等服務，通過筒倉測溫、散糧秤、皮帶秤、雷達測容、地磅檢斤系統等接口數據信息，結合作業計劃的作業指令和通過OPC服務記錄的流程信息，對數據進行綜合處理加工，可以實時更新倉容容量和溫度等相關信息，可以對筒倉及貨物信息進行實時監控，計劃人員可以根據筒倉倉容及溫度情況及時做出計劃，并提交調度人員執行，調度人員根據計劃，結合現場情況下發送指令給中控室人員進行作業。

3 技術亮點

通過整合PLC自控系統、GGS糧情檢測系統、雷達測容系統、計量系統等信息的整合，同時與ERP、EAM等相結合，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復雜的實際業務問題。該項目主要有以下技術亮點。

3.1 實現了計劃與執行的關聯

將生產計劃與PIC自控指令進行硬性關聯，使生產指令嚴格按照生產計劃執行，防止計劃執行錯誤。生產指令見圖2。

3.2 實現作業流程信息的自動記錄與校正

根據作業計劃信息、上位機操作指令，通過檢測下位機PLC地址點位值的變化，自動記錄流程作業信息，并依據流程編制規則對數據進行自動校正，減少人工干預，實現對流程作業信息的寫實，使數據更加真實、準確。

3.3 實現倉內貨物的測算

采用先進的雷達檢測設備，檢測出倉內貨物的存儲狀態，通過計算容積，測算出倉內貨物重量。

3.4 實現設備運行數據的智能甄別

在OPC客戶端實現OPC標注接口，通過OPC服務，實時讀取現場設備數據，并根據業務規則和流程記錄，對數據進行加工和校正，智能甄別出有效的運行數據，確保運行統計真實有效。作業日報系統架構見

圖3。

3.5 實現了筒倉信息的自動更新

通過整合計劃、測溫、測容和計量等數據，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。倉容報表見圖4。

3.6 實現了設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，全程記錄對設備的操作，自動生成操作日志，確保事件分析有理有據，提高了設備管理水平。設備日志見圖5。

3.7 實現了多個系統的全面整合

基于物聯網技術對硬件設備進行整合，并將晝夜作業計劃、地磅檢斤系統、筒倉測溫系統，皮帶秤、散糧秤、雷達測容系統等系統進行整合，實現與作業流程信息與聯網對接，實現流程設備數據的自動化記錄、筒倉信息自動更新、各種統計報表的自動生成。倉容溫度日報見圖6。

4 總結

經過多年的發展，信息化建設已經進入了有分散建設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。港口作為自動化應用程度較高的行業，需要更好的與信息化技術相結合，散糧儲運系統集中管控平臺的成功應用，為其提供了借鑒。

參考文獻：

[1]吳劍恒，陳文強.OPC技術特點及其在異構DCS中的應用[J].能源與環境，2010（3）：33-34.

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

[3]劉國海.集散控制與現場總線[M].北京：機械工業出版社，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與科技攻關。