散粮储运系统集中管控平台的开发与应用

申鹏　康中利

摘 要：散粮储运系统通过应用信息化技术，整合各类数据，同时與ERP、EAM等相结合，搭建了一个面向散粮储运全过程的集中管控平台，实现了各类数据的自动采集、汇总和分析，提升了储运系统效能。

关键词：信息化;散粮;储运系统;集中管控;报表

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

中图分类号：U294.7

港口散粮储运系统一般由卸船系统、输送系统、存储系统（筒仓）和发运系统4部分组成，在港口散粮装卸、存储、运输过程中发挥着重要的作用。其系统中枢PLC自动控制系统，通过对生产设备的逻辑控制，已经实现了生产流程的自动化。但仍然缺少对生产经营中计划执行、数据统计、运行记录等过程的控制。在储运量较小时，散粮储运系统可以充分发挥仓容、设备的优势，实现效率、质量和成本的有效控制，但近年来，进口散粮吞吐量迅猛增长，在港口资源有限的情况下，效率、质量和成本上都面临着严峻的考验。在这种情况下，通过先进的技术手段，建立散粮储运系统集中管控平台，对散粮储运过程进行有效的、精细化的管理，提高管控能力，在提高作业效率的前提下不断提高货运质量、降低作业成本，实现质量效益型港口，提高港口的综合竞争能力。

1 系统架构

OPC（OLE for Process Control）是一种利用微软的COM/DCOM技术来达成自动化控制的协定，OPC为硬件制造商与软件开发商提供了一条桥梁，透过硬件厂商提供的OPC Server接口，不必考虑各项不同硬件间的差异，便可自硬件端取得所需的信息，它是为解决应用软件与各种设备驱动程序的通信而产生的一项工业技术规范和标准[1]。

通过应用OPC SERVER技术，实现了PLC自控系统、GGS粮情检测系统、雷达测容系统、计量系统等信息的整合，同时与ERP、EAM等相结合，搭建了一个面向散粮储运全过程的集中管控平台。通过对散粮储运过程中的生产计划、生产过程、统计分析几大要素进行控制，实现了生产计划的科学性、生产过程的可视化、统计分析的自动化。系统架构如图1。

基础平台包括硬件设备、网络系统和服务器系统，提供数据通信和服务器硬件支持。数据层负责数据的存储和处理，包括设备PLC数据读取、作业计划数据、检斤数据、测容数据、计量数据、测温数据等数据的提取加工和校正处理。逻辑处理服务层主要包括对业务流程的处理、数据分析、数据安全和合法性的监测、对外第三方提供数据接口服务。展示层主要是通过统一的门户登陆，各个部门各级人员通过不同的权限控制，通过计划指令的下发，协调快速完成作业生产计划，通过记录的各种数据，完成各种报表统计分析。

2 关键技术及其实现

2.1 OPC服务及客户端

服务端：OPC SERVER用的是KEPSERVEREx，把下位机上所有要采集数据的地址添加到服务上KEPSERVEREx，供客户端使用。

客户端：主要通过根据服务端地址点值的变化，依托业务规则对数据进行处理。OPC实时数据记录：采用C#语言编写的桌面服务程序，通过实现标准的OPC接口，根据PLC信号的变化，实时采集，并根据业务规则进行处理，对数据进行第一次校正后写入接口数据库。OPC技术把硬件和应用软件进行有效分离，避免驱动程序的重复开发，这使得计算机系统集成变得简单，并缩短了开发周期，降低了成本[2]。

2.2 自动记录流程和设备相关信息

主要包括流程记录服务、设备起停记录服务和设备故障服务等服务，是通过PLC点位信号的变化，记录流程和设备相关信息。上位机给下位机设备PLC发出流程启停等信号，控制设备运行停止，OPC服务根据PLC点位信号的变化，实时记录流程和设备相关启停信息。通过作业计划系统的作业指令与流程记录关联，可以知道每个流程及货物的详细信息，包括流程作业时间及相关设备信息，货物的货主、运输工具、货物重量、存放位置、发货数量及发货记录等详细信息。数据验证校正是根据一定的规则对OPC服务记录的数据进行验证，修改不完整数据。

2.3 数据信息实时抽取加工转换

主要包括流程数据校正服务、班次流程校正服务、计划信息更新服务、秤数据自动更新服务等服务，通过筒仓测温、散粮秤、皮带秤、雷达测容、地磅检斤系统等接口数据信息，结合作业计划的作业指令和通过OPC服务记录的流程信息，对数据进行综合处理加工，可以实时更新仓容容量和温度等相关信息，可以对筒仓及货物信息进行实时监控，计划人员可以根据筒仓仓容及温度情况及时做出计划，并提交调度人员执行，调度人员根据计划，结合现场情况下发送指令给中控室人员进行作业。

3 技术亮点

通过整合PLC自控系统、GGS粮情检测系统、雷达测容系统、计量系统等信息的整合，同时与ERP、EAM等相结合，搭建了一个面向散粮储运全过程的集中管控平台，自动记录各类信息并生成报表，处理了散粮储运系统复杂的实际业务问题。该项目主要有以下技术亮点。

3.1 实现了计划与执行的关联

将生产计划与PIC自控指令进行硬性关联，使生产指令严格按照生产计划执行，防止计划执行错误。生产指令见图2。

3.2 实现作业流程信息的自动记录与校正

根据作业计划信息、上位机操作指令，通过检测下位机PLC地址点位值的变化，自动记录流程作业信息，并依据流程编制规则对数据进行自动校正，减少人工干预，实现对流程作业信息的写实，使数据更加真实、准确。

3.3 实现仓内货物的测算

采用先进的雷达检测设备，检测出仓内货物的存储状态，通过计算容积，测算出仓内货物重量。

3.4 实现设备运行数据的智能甄别

在OPC客户端实现OPC标注接口，通过OPC服务，实时读取现场设备数据，并根据业务规则和流程记录，对数据进行加工和校正，智能甄别出有效的运行数据，确保运行统计真实有效。作业日报系统架构见

图3。

3.5 实现了筒仓信息的自动更新

通过整合计划、测温、测容和计量等数据，实时更新筒仓信息，形成仓容报表，为计划制定、公司决策提供依据。仓容报表见图4。

3.6 实现了设备操作的全程过程记录

通过读取上位操作指令、I/O点位变化，全程记录对设备的操作，自动生成操作日志，确保事件分析有理有据，提高了设备管理水平。设备日志见图5。

3.7 实现了多个系统的全面整合

基于物联网技术对硬件设备进行整合，并将昼夜作业计划、地磅检斤系统、筒仓测温系统，皮带秤、散粮秤、雷达测容系统等系统进行整合，实现与作业流程信息与联网对接，实现流程设备数据的自动化记录、筒仓信息自动更新、各种统计报表的自动生成。仓容温度日报见图6。

4 总结

经过多年的发展，信息化建设已经进入了有分散建设向集中管理的新阶段，更加注重集成整合和提高信息共享水平[3]。管理精细化、管理高效能、管理智慧化，是未来港口提升综合竞争力的有效手段。港口作为自动化应用程度较高的行业，需要更好的与信息化技术相结合，散粮储运系统集中管控平台的成功应用，为其提供了借鉴。

参考文献：

[1]吴剑恒，陈文强.OPC技术特点及其在异构DCS中的应用[J].能源与环境，2010（3）：33-34.

[2]陈伟彬，刘晓光，凌志浩，等.“工控軟件互操作规范OPC技术”讲座第11讲OPC技术在控制系统集成中的应用[J].自动化仪表，2003（3）：67-70.

[3]刘国海.集散控制与现场总线[M].北京：机械工业出版社，2006.

作者简介：申 鹏（1982—），男，本科，工程师;研究方向为信息化与自动化。

康中利（1984—），男，本科，助理工程师;研究方向为机械研发与科技攻关。