基于工控機在IC卡加油工程中的應用

一、中國石化加油工程背景和項目簡(jiǎn)介

中國石化加油工程是一個(gè)跨平臺、范圍廣、涉及面寬的全國性系統建設工程。中國石化股份有限公司針對中國石化成品油零售系統進(jìn)行改造。通過(guò)工程的建設，在中國石化轄域的所有加油站內實(shí)現“一卡在手，各地加油”的目標。中國石化加油工程將覆蓋中國石化股份有限公司所屬的20個(gè)省(自治區、直轄市、計劃單列市)石油分公司，260余個(gè)地市級公司，1300余個(gè)縣級公司的25000余座加油站。

中國石化加油工程系統在設計上采用了4層結構，即總公司級(包括中國石化管理總中心和中國石化數據交換總中心)、省級、地級以及各業(yè)務(wù)終端(包括縣級管理終端、加油站、發(fā)卡網(wǎng)點(diǎn)等)。中石化在前期將整個(gè)規劃為：

二、中石化對管控機硬件的要求

整個(gè)加油工程中的25000個(gè)加油站都將配置一臺工控機作為業(yè)務(wù)終端。工控機負責日常IC卡加油的數量和金額統計，交易票據的打印，加油機監控，每日將銷(xiāo)售交易發(fā)往省數據中心，并將下載全國IC卡用戶(hù)的賬戶(hù)管理信息和最新油價(jià)等。

加油站的管控機起著(zhù)非常重要的作用，一旦發(fā)生故障，加油站的正常運行將受到影響。中國石化的25000余個(gè)加油站分布比較分散，大部分加油站遠離市中心，很多油站位于山區，發(fā)生故障時(shí)維修更換會(huì )非常麻煩。因此，中國石化對管控機的首要要求是系統的可靠性。其次，加油機通過(guò)串口與管控機相連，加油站的加油機數目從2個(gè)到30余個(gè)不等，因此要求管控機具有較強的功能擴展性。為了保證管控系統的穩定運行，中國石化選用了Linux作為管控機的操作系統，因此要求管控機在硬件上與Linux完全兼容，并且能夠流暢運行。

經(jīng)過(guò)多方比較，中石化最終將管控機定為工控機。工控機在提高系統可靠性方面做了許多特殊設計，它的可靠性大大優(yōu)于商用PC。下面是商用PC的系統結構圖：這種結構我們稱(chēng)之為大主板結構，這種結構非常不適合現場(chǎng)使用和維護要求。主板上集成了南北橋控制芯片等有源器件。有源器件相比于電容電阻等無(wú)源器件容易損壞。一旦母板損壞，進(jìn)行更換會(huì )非常麻煩：現場(chǎng)維護人員首先需要拔掉主板上的所有數據線(xiàn)、之后需要拔出插在主板上的所有外圍卡片，如網(wǎng)卡，顯卡等，最后需要將固定主板的螺釘一一卸掉，才能將主板卸下。換上一個(gè)新主板還要重復上述過(guò)程。更換一個(gè)損壞的主板，需要花30分鐘時(shí)間。這樣長(cháng)的MTBF(平均故障維護時(shí)間)對于加油站實(shí)際使用是不允許的。另外，商用PC對系統的防震沒(méi)有做特殊設計，在周?chē)嬖谡駝?dòng)干擾的場(chǎng)合，很容易出現硬盤(pán)損壞和卡片跳出的故障。硬盤(pán)一旦損壞，一天的交易數據將全部丟失。

相對于商用PC，工控機在結構上做了很大改進(jìn)，以下是工控機的結構示意圖：工控機的主板做成插卡的形式，插在無(wú)源底板(BackPlane)上。無(wú)源底板上只有ISA，PCI總線(xiàn)接插件以及電容電阻等無(wú)源器件，因此無(wú)源底板損壞的概率非常低，通常無(wú)更換之憂(yōu)。如果主板損壞，只需要將主板拔出即可。因此系統的MTBF時(shí)間大大縮短。此外系統的主板和外圍卡有專(zhuān)門(mén)的固定壓條，防止板卡跳出。硬盤(pán)驅動(dòng)器具有硬盤(pán)減震架和減震橡膠墊，能減輕振動(dòng)對硬盤(pán)的損壞。

為了使工控機能可靠工作在高粉塵環(huán)境下，在工控機的前面入風(fēng)口，具有可更換的防塵網(wǎng)。如左圖所示：

防塵網(wǎng)設計能有效防止灰塵進(jìn)入機箱三、 Nematron的中石化管控機硬件解決方案

Nematron公司充分研究了加油站現場(chǎng)應用對管控機的可靠性等方面要求，提出了如下硬件解決方案