基于RFID的特色家禽信息化养殖及产品溯源系统应用

第一篇：基于RFID的特色家禽信息化养殖及产品溯源系统应用

二、项目实施背景、目标和意义

1、基地简介

学习特色家禽养殖基地坐落于学习县学习乡劳光村，占地面积600亩林地、150亩水塘,作为发展养殖种植及开发乡村旅游基地。学习乡积极响应国家号召发展三农产业，深入农村，带动农民致富，于2007年成立了特色家禽养殖基地，基地生态环境优美。基地发展生态特色养殖种植，特聘请全国著名专家为技术顾问，招收农业院校大学生为技术骨干，已培养出一支拥有特色的技术推广队伍。学习乡大力投入基础建设,仅基地特色土鸡养殖已拥有大棚16座，实行公母分开、批批紧扣式新型养殖方式，平均年出栏五至七万只土鸡,年营业额240万元,创收入达到130万左右。

劳光村以“和谐、合作、诚信”作为基地的企业宗旨，自基地成立以来养殖种植业发展势头强劲，很快成为市场上一支颇具竞争力的新生企业，基地也从最初的养殖家禽，逐渐扩展到食用真菌、无公害果蔬种植、葡萄、渔业等众多农牧畜业。基地快速发展并带动周边村民，2008年一年就提供30多个固定岗位及200多名零散工，每月定期免费为村民做专业养殖技术培训并鼓励支持自行养殖，目前已有30多位村民自行养殖家禽。为周边务工在家的剩余劳动力及减轻周围村组负担提供了良好的平台。

基地秉承“绿色，健康，和谐”的经营理念，相续在林下建立了生态散养土鸡园、生态鹅塘园、生态蘑菇园、无公害果蔬园，后续建立休闲垂钓中心和突出民俗特色的农家别墅。享受农家乐趣，走近大自然，感受农村生活回归自然。基地依托资源优势，优化发展环境，引进高新技术与现代家禽饲养的合理结合，使老百姓吃上真正、明白、放心的特色家禽，促进了产业化进程，并利用当地优良的自然环境，广阔的林地，合理开发自然资源，充分发挥资源潜力，将建成现代化、科技型特色家禽养殖基地和融参与性、观赏性、娱乐性、趣味性于一体的中国现代农业主题田园农庄。

2、应用背景

近十几年来，世界各地动物疫情的不断暴发，如上世纪末发生在欧洲的疯牛病、作为头号家畜杀手的口蹄疫以及至今仍在全世界范围内蔓延扩散的禽流感疫情等严重动物疫病，沉重打击了各国畜牧业生产，同时也给人类的食品安全和身体健康带来了严重威胁；而以化学物污染和农兽药残留引起的中毒事件对消费者身体健康的损害也日益引起了广大消费者和政府的关注。如何对动物进行有效监管，并对动物源性食品的产、供、销链进行高效跟踪和追溯，已经成为一个急待迫切解决的全球性课题。

近年来，各国政府纷纷采取措施加强对动物的管理，致力于控制和消灭各种动物传染病，并着力从源头抓食品安全卫生质量，建立食品安全的溯源追踪体系。这些措施实施的关键是要解决对动物的识别与溯源追踪技术难题。传统的动物识别技术往往用于畜牧育种方面，如养猪业中普遍使用的耳朵缺口编号法、牛羊的塑料耳牌等，在一定程度上解决了部分养殖业生产中的实际问题，但难以适应信息化养殖的要求，特别是对于家禽养殖，如鸡、鸭等来说，还没有一个有效措施。随着无线射频识别技术（RFID）的发展和成熟，RFID提供了一种全新的解决动物身份认证和追踪问题的技术手段。该技术以其存储数据容量大、使用寿命长、读取距离远、多目标识别、可重复使用和环境适应性强等优势正迎合了对动物识别与溯源追踪的需要，必将在动物安全管理中发挥着越来越重要的作用，特别是解决家禽养殖业个体禽类难以识别和追踪问题。

众所周知，家禽、侯鸟的数量是相当惊人的，由于候鸟的迁徙等导致全世界范围内每年都会爆发大规模禽流感疫情，其病毒每天都在发生变异，防止禽流感也成为世界各国的头等大事；面对肆虐的禽流感疫情,有专家认为：“RFID是打败当前人类面临的最大威胁之一的关键工具。”基于成熟的无线射频技术，从种鸡、鸡苗、养殖、运输以及终端产品销售等一系列过程，通过建立高效的溯源追踪体系，能够有效地提升产业效率与品质，保证禽类产品的质量和食品安全。

3、应用目标及意义

3.1 应用目标

以“电子脚环”为监管手段，以HACCP和EANUCC体系为监管方法，以网络为传输媒介，建立特色家禽养殖信息化平台，实现特色家禽从繁育、饲养、防疫、用药、饲料、注册等养殖环节到疫情预警、运输、终端销售等环节的全方位、全过程监控和快速响应，实现“监管信息化、查询便捷化、源头追溯化”，与国际食品安全监管追溯体系全面接轨，确保特色家禽产品的卫生安全和品牌正宗。3.2 项目意义

3.2.1建立“从养殖场到餐桌”的食物供应链跟踪与追溯体系

“民以食为天”，食品是人类赖以生存发展的物质基础，食品安全是关系人类健康的关键所在。近些年来，从欧洲的疯牛病、二恶英、口蹄疫等以及转基因产品可能产生的潜在危害，再加上越来越严重的禽流感和此起彼伏的食品污染事件，已经使生活在这个世界上的人们颇有些谈“食”色变。由动物疫病和药物残留等引发的食品安全事件频频发生，既给人民生命健康造成重大威胁，也对世界各国经济和社会发展产生了严重影响。在我国，食品中毒事件频频发生，食品质量问题层出不穷。我国的消费者也增长了对食品供应的忧虑，产生出“这不能，那不能，还能吃什么”的疑问。浙江省的消费者因食用掺“吊白块”的粉丝而险些丧命，重庆查出不法厂商用“毛发水”兑制有毒酱油，广东发现几百吨黄曲霉素严重超标的毒大米„„此外还有长期以来危害消费者的注水肉、蔬菜中农药残留超标、面粉增白剂超标等，形成一条在食品领域流行的“毒流”。消费者强烈要求知道我国食品流通领域的安全系数有多低、这样的“毒流”何时能够根治。最为严重的是各种各样的高致病性传染病开始进行变种，慢慢地从动物向人传染。肉类食物是人类正常的饮食链中最重要的食物来源之一，没有这些多样化的食物为人提供能量营养，人的健康就很难得到保障。而传染病的隐蔽性和人类食物链的复杂性让人很难防范。面对美味的菜肴，人们张开的嘴越来越犹豫。

因此，对食品从生产到消费的供应链全程进行追踪，并在发生问题后进行追溯，就成为监控食品安全，保障消息者健康的必要手段，而这也是广大消费者期望所在。

针对食品安全问题，世界各国政府都积极采取了各项措施，并出台了相应的法律法规和政策，来保障食品安全。2000年，欧盟颁布了1760/2000号法规（又称新牛肉标签法规），要求自2002年1月1日起，所有在欧盟国家上市销售的牛肉产品必须具备可追溯性，在牛肉产品的标签上必须标明牛的出生地、饲养地、屠宰场和加工厂，否则不允许上市销售。2002年，欧盟又颁布了第178/2002号法规（又称一般食品法），要求从2005年1月1日起，凡是在欧盟国家销售的食品必须具备可追溯性，否则不允许上市销售，并且禁止进口不具备可追溯的食品。

2002年，美国国会通过了“生物反恐法案”，将食品安全提高到国家安全战略高度，提出“实行从农场到餐桌的风险管理”。国家对食品安全实行强制性管理，要求企业必须建立产品可追溯制度。在有关的规定中，明确了企业建立食品安全可追溯制度的实施期限，大企业（500名雇员以上）在法规公布12个有后必须实施，中小型企业（11-499名雇员）在法规公布18个月后必须实施，小型企业（10名雇员以下企业），在法规公布24个月后必须实施，到2006年底所有与食品生产有关的企业必须建立产品质量可追溯制度。

英国政府建立了基于互联网的家畜跟踪系统（CTS），以记录获得身份证的家畜从出生到死亡的转栏情况，以便这些家畜可以随时被追踪定位。这套家畜跟踪系统与标牌（每头家畜都有唯一的号码，家畜号码一般通过两只耳朵的脚环来进行记录）、农场记录（农场必须记录有关家畜出生、转入、转出和死亡的信息）、身份证（1996年7月1日出生后家畜必须有身份证来记录它们出生后的完整信息，在此之前的家畜由CTS来颁发认证书），共同构成了家畜辨识与注册综合系统。

从国际发展状况来看，世界各国也纷纷采取了措施，力图有效地对整个食品供应链进行跟踪与追溯，即建立“从农场到餐桌”的食物供应链跟踪与追溯体系。实施可追溯既是保障食品安全的现实需求，也代表了当前和未来食品安全保障措施的发展趋势。从技术手段来看，采用RFID建立农产品全程监管和追溯体系已经成为趋势。以RFID为标识手段，将EANUCC编码体系（全球统一标识系统）应用于从种植、养殖到加工、零售的过程控制和信息传递，再结合“危害分析与关键控制点”（HACCP）应用，就可以有效地对农产品供应链全过程进行跟踪与追溯。

3.2.2有助于规范发展地方特色生态养殖业

2004年，中共中央出台了《关于促进农民增加收入若干政策的意见》（中发[2004]1号）采取了一系列更直接，更有力的支农惠农政策措施，保护和调动了农民积极性，农村呈现出良好的发展局面，2005年中央《关于进一步加强农村工作提高农业综合生产能力若干政策的意见》的一号文件，进一步向全党、全社会发出加强“三农”工作的明确信号，要把发展特色农业，建设基地，培育品种，加强营销，要在搞好原产地保护和支持产业化经营等方面狠下功夫，加快建设特色农产品标准化生产基地，对特色农产品生产和加工进行规范化管理，真正培育和发展“特色资源，特色环境，特色工艺”的特色农业，注重特色农产品良种繁育和技术推广服务。优质纯种地方土鸡是集具地方特色的良种，因此优质土鸡生态养殖符合我省的产业发展方向。

地方纯种土鸡作为有优势、有特色、有基础、有前景的特色产业项目，能在较短的时间内创造良好的经济效益，能有力地推进农业和农村经济结构调整。由于目前市场的无序和混乱，种鸡生产场家急功近利，随意杂交，导致鸡品种的杂乱，优质鸡特别是地方优良品种受到严重的威胁；其次，少数生产厂家缺乏管理意识滥用抗生素、药物致使优质鸡质量下降和传染性、遗传性疾病的增加，为了保证土鸡优良的品质特征，良好的环境适应性，和别具特色的品种优势，建立地方土鸡信息化养殖，从繁育、饲养、防疫、用药、饲料、注册等养殖环节到疫情预警、运输、终端销售等环节的全方位、全过程监控和快速响应。

每一只家禽都配有一个“身份证”－RFID标签，顾客可通过母鸡“身份证”上携带的信息，查询到禽类食品的全生命过程中的信息，包括产品名称、生产日期、公司名称、生产地、检疫证号、检疫结果、检疫日期以及种鸡、防疫、用药、饲料、运输、检疫等具体信息，从而保证食品的安全和品牌价值。

三、总体流程与功能结构

1、业务概要流程

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家禽养殖管理信息系统可以保障家禽食品安全及可全程追溯，规范生产、加工、流通和消费四个环节，将家禽食品配一个唯一的“电子身份证”(RFID电子标签)，并建立食品安全数据库，从食品养殖及生产加工环节开始加贴电子标签，实现从“养殖场到餐桌”全过程的追踪和追溯，包括运输、包装、分装、销售等流转过程中的全部信息，如养殖场、食品加工、配送、销售终端等都能通过电子标签在数据库在查到相关信息。

2、功能架构

家禽信息化养殖管理系统功能主要包括：中心数据库系统、养殖场饲养管理信息系统、安全生产与加工管理系统、食品供应链管理系统、消费终端查询系统、检验检疫与监控系统、食品安全公共信息服务平台系统等组成，如图2所示。

中心数据库系统功能主要包括：中心数据库主要包括：食品分类库及样品库、食品相关监管与生产单位等基本数据、食品安全标准与安全指标、食品生产与管理信息、食品安全监测与检测数据、管理服务系统等。

养殖场饲养管理信息系统功能主要包括：生产原料管理、生产过程管理、实验室管理、出场管理、脚环管理、综合查询、基础数据维护等。

安全生产与加工管理系统功能主要是：为养殖场食品进行生产加工进行信息管理。在生产与加工环节中，将养殖环节中电子标签所标识的信息传递入生产加工环节信息链，按管理标准与规范采集生产加工不同节点上的信息，通过电子标签唯一标识，并将该信息传送到物流配送环节中。

供应链管理系统：主要为仓储和物流配送进行信息管理，通过RFID技术在生产加工及商店供应链中建立追溯系统。

消费终端查询系统：在食品进入终端销售时，消费者可以查询食品相关信息。

检疫监控系统：不仅在养殖、生产加工过程进行检验检疫，基于RFID技术的检疫监控还可以在道口使用，并将监控链延伸到超市。

3、系统结构

家禽信息化养殖管理系统结构主要由三个层次、二级节点和一个 心与基础构架平台构成。

三个层次：网络资源平台系统、公共服务平台系统和应用服务平台系统。二级节点：由食品供应链及安全生产监管中心和食品产业链中各关键检测节点组成。数据中心为海量的家禽食品追溯与安全监测数据提供充足的存储空间，保证信息共享的开放性、资源共享及安全性，实现食品追踪与安全监测管理功能。各关键监测节点包括养殖场节点、生产与加工线节点、仓库与配送节点、消费节点，实现各节点的数据采集和信息链的连接，并使各环节可视。

一个数据中心与基础构架平台：一个中心为食品供应链及安全生产监管数据管理中心，本中心是构建于基础支撑平台RFID之上的管理平台。

图3 基于RFID技术的家禽信息化养殖管理系统结构图

4、部署结构图

图4 基于RFID技术的家禽信息化养殖管理系统部署结构图一

图5 基于RFID技术的家禽信息化养殖管理部署结构图二

四、软件系统设计和业务流程

养殖场家禽养殖管理涵盖了家禽养殖的全过程，记录了饲养过程中的饲料使用、药物使用、免疫接种等情况。在脚环管理环节主要体现出电子脚环与鸡只个体应用的结合，包括个体上环、个体用药、个体合格评定。

1.功能模块设计

养殖场饲养信息管理系统 如下图：

图6 养殖场饲养管理信息系统模块组成图

2、业务流程图

2.1养殖场饲养管理管理业务总流程图

图7 养殖场饲养管理业务总流程图

2.2、鸡苗登记与分配业务流程图 2.3、转批管理业务流程图 2.4、出场分批及数量核销流程图

2.5、药物来源登记流程图

2.6、药物使用监管流程图

图12 药物使用监管流程图

3、生产资料管理 3.1、鸡苗登记/分配

3.2饲料登记

3.3 疫苗登记

3.4、药物登记

4、生产过程管理 4.1、饲料使用

4.2、疫苗使用

4.3、药物使用

4.4、转栏

4.5、临床检查

4.7、生产情况查询

5、出栏管理

5.1、报检组批

5.2、供出场加工

5.3、非出场出栏

5.4、重新组批

6.脚环管理

6.1上环

6.2、转批管理

6.3、监装

7.基础数据维护 7.1 养殖单元维护

五、硬件系统 1.RFID硬件方案 1.1 频段选型范围

RFID电子标签主要使用的频段有125K、134K、13.56M、915M和2.4G，其中2.4G不适合本项目，另外4个频段项目组都进行了详细的测试。

1.2 选型决定的因素

（1）电子脚环

 必须应用直径不大于3.5CM的小脚环   脚环需支持读写功能   脚环容量不小于256bit（2）通道式读写器

 远距离读卡器有效识读距离达到50CM  根据鸡通过时的特点，远距离读卡器可以覆盖鸡的通过范围（3）手持设备

 手持机具备读写脚环功能，读写距离不低于5CM  

手持机可通过串口或蓝牙方式与PC进行通讯   手持机提供编程接口，可支持应用开发

1.3 各频段测试情况

1.4 选型结果

结合项目对硬件的需求及项目组测试的各频段设备情况，最终采用国际动物识别领域通用标准的134.2K频段，使用RLF102A远距离读卡器、PT850D手持机，飞利普High-tag芯片，经实际测试，各项参数如下：

（1）菲利普High-tags芯片脚环 

 脚环为直径3.5CM的小脚环   脚环支持读写功能，其中通过手持机可读可写，通过远距离读卡器只能读  脚环容量256bit，其中除去内臵标识码，剩余可用空间为192bit。

(2)RLF102A远距离读卡器 

 脚环垂直时可以保证读到50CM   有轻微倾斜角度可稳定读到40CM   完全水平没有角度只能读10到15CM（3）PT850D手持机

    手持机具备读写脚环功能  手持机读写距离为3-8CM 手持机可通过串口方式与PC进行通讯  手持机提供编程接口，可支持应用开发

2.长柄手持机设计方案

PT850D手持机可以满足项目基本需求，但由于识读距离只有3到8CM，每次读取脚环信息工作人员都要拿手持机贴近鸡脚，实际应用起来不方便。可以在PT850D手持机的基础上，采用长柄手持机PT850E。

2.1 长柄手持机需求

为了更方便企业工作人员与政府部门监管人员进行读写活鸡脚环信息的操作，手持机需要满足以下需求：

 人员可以在远离鸡1到2米的地方操作   在鸡群中能够准确的读到指定鸡的信息   电子脚环完好情况下识读率达到100% 2.2 长柄手持机设计思路

目前市场上所有134.2K频段的手持机读取3CM大小的电子脚环的最远距离不超过15CM，为了满足项目需求，必须改变现有手持机的设计思路，传统手持机都是将天线与RFID读头集成在手持机本身。此次我们改变设计，单独设计天线，制作了一根长1.5米的延长天线（渔杆状），在延长天线的最前部集成了RFID读头，延长天线与手持机通过串口方式连接。2.3 长柄手持机应用方法

实际进行读取活鸡脚环操作时，工作人员一手拿手持机，另一手拿延长天线，在远离活鸡1到2米的地方，伸长延长天线，使RFID读头靠近活鸡脚环，在脚环完好情况下，可保证100%识读率。3.通道门设计方案     快速，批量查验经过通道的鸡 

在脚环完好情况下经过通道门鸡识别率>99%  能及时显示通过时鸡的证书及检验信息 

通道建设:在原企业的出鸡通道旁建设一新通道(宽度40-45cm),新通道两端与原通道连通,通道中部安装两台垂直布臵两台RLF102,这样整个通道截面全部复盖到读写器读写范围内。

4.中控机设计方案 4.1 中控机需求     运行企业脚环发放软件  运行企业通道监装软件 

能及时上传已发放的脚环序列  能及时上传监装数据

4.2 实现方式

1、连接脚环发卡器,发放脚环

2、连接通道门前端读卡器,实施监装过程

3、过接CDMA无线Modem 上传脚环发放及监装数据

六、项目周期及经费预算

1.项目建设周期和进度计划

系统建设周期一年，从2010年5月到2011年6月，具体建设过程为： 2010.05－2010.07 系统需求分析 2010.08－2010.10 基础设施建设

2010.11－2011.01 软件平台的移植、开发及完善 2011.02－2011.04 系统整合、安装联调 2011.05－2011.06 竣工验收 2.项目组织保障 2.1 领导组 组 长：赵 霞（学习乡党委书记）副组长：韩 东（学习乡劳光村第一书记）成 员：王 林（学习乡组织委员）

吴金余（学习乡民政办主任）

周恒芝（学习乡劳光村党总支书记）刘守跃（学习乡劳光村村委会主任）余春生（学习乡劳光村文书）

2.2 技术指导组

组 长：黄秋亮（学习县家禽养殖技术中心主任）副组长：王玉华（学习乡养殖协会主任）成 员：孙启发、何成功、魏先凯 3.经费预算表

七、项目经济和社会效益

项目辐射带动力强，辐射区域可达学习乡范围内所有村及周边乡镇，项目符合国家产业政策及本区规划，充分发挥企业在经济发展中的示范带头作用，通过发展、刺激引导，促进了种植业的发展，有利于改善人民生活水平，丰富和改善人们的食品结构；有利于促进新兴产业的发展，使农民增收；有利于改善生态环境，实现农业可持续发展；有利于促进农业结构调整。项目区农民在实施项目后可提供200个就业岗位，带动农户100户，人均年增收2000元左右，实现年利润300万元。

八、术语解释

RFID：

Radio Frequency Identification射频识别 RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。与目前广泛使用的自动识别技术例如摄像、条码、磁卡、IC卡等相比，射频识别技术具有很多突出的优点：第一，非接触操作，长距离识别（几厘米至几十米），因此完成识别工作时无须人工干预，应用便利；第二，无机械磨损，寿命长，并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境；第三，可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签；第四，读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口，保证其自身的安全性；第五，数据安全方面除电子标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理；第六，读写器与标签之间存在相互认证的过程，实现安全通信和存储。目前，RFID技术在工业自动化、物体跟踪、交通运输控制管理、防伪和军事用途方面已经有着广泛的应用。电子标签：

利用RFID技术的集成电路芯片，具有一定的数据存储空间，可以封装成各种形式。电子脚环：

将电子标签封装成可以挂在（或钉上）动物耳朵上的装臵，用于动物识别与追踪。查验门：

门状电子标签读写设备。当家禽只通过时，可以自动识别并且读写信息，当和计算机系统连接时可以根据要求产生报警等信息。EAN－UCC编码：

EAN〃UCC系统，由国际物品编码协会(EAN International)和美国统一代码委员会(UCC)共同开发、管理和维护的全球统一和通用的商业语言,为贸易产品与服务(即贸易项目)、物流单元、资产、位臵以及特殊应用领域等提供全球惟一的标识。EAN〃UCC系统在世界范围内为标识商品、服务、资产和位臵提供准确的编码。这些编码能够以条码符号或RFID标签（射频识别标签）来表示，以便进行电子识读。

第二篇：力控在西藏725油库自动化及信息化系统中的应用

关键词： 油库信息化系统 实时数据库 PSpace 力控监控组态软件

1、行业背景1.1、现状

中国石油西藏销售分公司 725油库位于西藏自治区拉萨市西郊，油库于1972年5月建成，现油库储油总容积达到86000 m3,属二级油库。油库原有25个油罐、总库容8万6千吨。油库经营5种油品，主要油品均为部队管道输入，其它油品采用汽车运输，付油系统建有3平台12鹤位自流付油设施，年进出油品24万吨。

随着计算机和现场仪表技术的不断发展，油库自动化水平与90年代相比在各个方面都有了很大发展，多数油库陆续安装了诸如自动化付油系统，液位自动计量系统，安防监控系统等，但这些系统往往相互独立，没有进行有效的集成，相互间的信息没有进行有机整合，单方面的自动化水平的提升没有形成油库的整体自动化信息优势，自动化系统还存在一定缺陷。

1.2、需求分析

北京三维力控科技公司凭借多年在油库自动化、信息化系统设计、集成的经验，以及对油库生产作业流程和管理流程的了解，针对目前油库自动化控制系统及管理系统的实际情况，采用力控监控组态软件对系统进行优化，对各油库的定量装车系统、罐区自动化系统、安防系统等业务数据进行全面采集、存储、传输和有效管理，从而帮助企业提高工作效率，堵塞经营管理漏洞，提高服务质量，降低成本，增加收入，使企业在竞争中处于不败之地。

此次对西藏725油库的改造，在完善油库作业层自动化系统的同时，将建立油库的信息网络系统，以成品油库管理体系为标准，以油库业务管理、设备管理、安全管理为核心，覆盖油库的各个环节，为油库提供一套完整的信息化解决方案。

2、油库信息化系统网络图

油库自动化系统结构按业务功能分为管理决策层，业务管理层和生产作业层三个层面。

生产作业层位于油库自动化系统的最底层，主要从计量，安全连锁、安防监测、自动控制及作业管理5个方面，为油库运行管理提供控制、安全、数据等方面的保证，完成油库生产作业的数据采集和过程控制的同时，为业务管理和管理决策层提供给出生产数据；

业务管理层是整个油库生产数据管理系统的核心，对基础性数据进行整理、加工、分析和发布的信息管理系统，主要处理油库内部日常的油品进、销、存等业务管理。

管理决策层数据终端是将生产作业层提供的基础数据生成统计图形和报表，为管理层提供数据决策依据（如图示）。

1）以力控ForceControl 6.1 SCADA软件为监控中心，以力控实时历史数据库pSpace为核心，建立I/O Server实时数据服务器，实现在线的数据监视、对油库的各项数据进行采集、处理，为油库的信息化系统提供安全、可靠、有效的数据平台。

2）采用工业级以太网交换机，建立分区域的冗余环网，环与环之间采用耦合拓扑结构进行连接，从而建立高可靠专有的能源数据采集通讯网络。

3）采用力控隔离网关服务器pSafetylink产品将油库各参数的采集与生产控制系统隔离，提供连续、真实、可靠的数据依据。pSafetyLink是种专为工业网络应用设计的防护设施，用于解决工业SCADA控制网络如何安全接入信息网络（外网）的问题。它与防火墙等网络安全设备本质不同的地方是它阻断网络的直接连接，只完成特定工业应用数据的交换。由于没有了网络的连接，攻击就没有了载体，如同网络的“物理隔离”。由于目前的安全技术，无论防火墙、UTM等防护系统都不能保证攻击的一定阻断，入侵检测等监控系统也不能保证入侵行为完全捕获，所以最安全的方式就是物理的分开。

3、油库信息化系统的设计及开发

3.1、方案设计简介

本方案根据油库现状及用户需求，新上和完善油库生产作业层的各个子系统，通过当今流行的数据库对各子系统的数据集成、网络通讯、INTERNET等新技术建立油库自动化信息平台，实现生产过程控制自动化和数据管理信息化。

3.2、方案总体设计目标

1）库区建立局域网，网络覆盖全面化；

2）生产数据资源集中、共享；

3）公路发油定量装车过程自动化和数据管理信息化

4）罐区液位动态监测和计量自动化；

5）罐区工艺流程控制自动化；

6）油库设备管理电脑化；

7）安防监控智能化；

8）生产业务流程程序化和痕迹化；

9）油库管理层对各生产环节管理透明化；

10）为省市公司上传生产数据提供数据接口；

4、作业层自动化系统

油库生产作业层系统包括：自动付油子系统，罐区监控子系统，综合计量子系统，设备管理系统和安防监控子系统五个部分，其中安防监控子系统又包括可燃气体监测、视频监测和电子巡检3个部分。

4.1自动付油子系统

系统实现的功能有：

1)操作管理功能

a.设置三级口令：系统管理员口令、管理员口令和操作员口令，系统管理员是最高级别。

b.所有重要操作均需通过口令确认后才能进行。操作员代号、操作内容和操作时间均存盘记录。只有通过管理员口令才有权调出显示或打印操作记录的内容。这是为查找事故发生原因而设置的，任何人不能修改记录内容。

c.各种重要事件（包括报警）发生，均自动把事件内容、事件发生的时间存盘记录。只要通过操作员口令，随时可以调出显示或打印，但任何人不得修改记录内容。

d.修改用户权限、控制参数、流量系数、报表生成时间、打印操作记录等系统操作均需经系统管理员口令才能进行。

2)付油监控站与付油PLC控制站通过MPI实时通讯，实现定量装车的集中监测与管理；

3)PLC控制站实现定量装车过程控制自动化，具有自动测量装车时管道中油品流速，实现自适用控制功能，保证高精度装车控制；

4)系统可按升或公斤两种计量方式控制付油，具有温度动态补偿功能，实现二种付油计量功能；

5)系统具有控制室/现场自动、手动二种付油操作形式，方便用户任意使用；

6)实现溢油保护，静电保护，超速保护，超温保护，现场、控制室双重保护等功能，保证系统安全可靠；

7)事件记录和权限管理功能；操作站对付油现场发生的异常报警事件进行记录，对系统操作员登陆以及对系统重要参数的修改都会进行记录，而且该记录是不可修改的。

8)设置现场数显屏，同步显示付油装车值，方便现场查看；

9)利用专用组态软件实现多种模拟画面动态、直观显示监测功能；

10)系统具有完善的管理功能，可实现班报、日报、月报、年报、综合报表、误差报表的自动生成，任意查询及输出，并具有各级密钥管理功能；

11)PLC控制站可将装车生产数据通过库区以太网传送给数据服务器；

12)系统具有较强的控制规模与功能扩展能力，可任意扩展付油鹤位数量，增加控制和管理功能；

13)系统具有故障自诊断功能和运行报警功能；

4.2罐区监控系统

罐区自动化系统结构与付油控制系统结构相同，都是采用操作站与控制站通过网络接口连接到油库局域网，以局域网为载体完成操作站与控制站间的数据传输。上位机采用力控ForceControl6.1监控组态软件。主要实现的功能如下：

（1）操作管理功能：同装车系统

（2）界面显示功能：

a.操作站显示器实时显示罐区监测画面、操作提示和报警信息。

b.任何时候发生的报警信息均立即在醒目区以汉字报道，同时产生警声。

c.任何操作均以汉字或图形提示，采用菜单和按钮选择方式，方便简捷，操作人员无须特别培训即可进行操作。

d.系统提供的显示区画面有如下一些内容：

液位全貌：罐区内所有储罐的液位模拟条，并以数字标出各罐的液位、温度、容积、重量的值以及液位到设定限的时间估算。

流程：按区域、油品划区，显示储罐、管线、阀门、机泵，罐内液位模拟显示，并标注液位、温度，阀门、机泵以颜色标注开关状态。

储罐参数：每罐一幅，包括罐的几何尺寸、安全高度、液位、温度、液位和温度的设定限值、到限时间、体积、比重、重量，存放物料的名称，该罐的模拟液位、温度棒图等。

e.事件记录：弹出显示已登录的某日发生的生产事件，如报警、开关机器时间、通讯故障、设备故障等。

f.操作记录：通过专门口令弹出显示已登录的某日发生的重要操作。

g.实时时间：一直在画面上显示。

（3）远程监控功能：生产操作人员在罐区操作站上，对罐区电动球阀可以进行远程实时监控。

（4）动态监视：贮罐的液位、单点温度、油品泄漏、质量、存量、进油量、出油量、总容积、实际容积、空容积。

（5）罐区作业操作功能 a.收付作业

收付作业主要完成储罐收发油作业，根据每笔作业对应罐前、罐后关联数据，得到这笔作业的罐量及其对应表量，完成作业记录的存储、打印及其查询功能。

根据提单号、收/付作业类别及其方向、检罐人、时间等完成罐作业基本信息。

自动/手动获取罐的液位、温度、密度、水尺高度，根据以上数据，结合罐的物料性质自动计算罐容、罐量。另外，手/自动完成对应流量计的表号、表量数据。将以上内容录入数据库。

b.盘库作业

盘库是每天在固定时刻（用户确定）完成手/自动提取罐的油高、水高、温度、密度等数据、动/静罐，自动计算罐容、罐量，完成数据的存储、打印及其查询功能

c.作业数据比对

作业数据比对指本操作站对应的罐量与流量计的表量、汽车衡量、槽车量进行比对，得出作业的量差，比对结果能存储、打印、查询及其溯源。

（6）局域网内整个罐区液位、库存网上发布和实时监控

（7）报警和事件：系统可对液位和温度进行高低限报警；在出现报警信息时进行声光提示，并提供报警确认功能；系统自动记录报警内容、发生时间、当班操作员等信息；系统允许高级用户对报警和事件进行定义和修改；消防水池报警时，水池供水开关自动打开进行补水。

（8）报表功能，每个罐的动态登记表/单罐动态登记表/单罐工况记录/油品计量班报/日报/月报/年报查询及报告、打印、输出；

（9）根据油品的销售数据形成每日油品罐区的销售/库存日报表和盈亏数据分析。

（10）数据存储和归档：系统可对储罐的过程数据（液位、温度、油品体积、质量、剩余罐容等）进行周期性采样存储（可定义采样周期）或定时（日、月、年）盘点归档；

（11）储罐液位连锁报警

每座油罐设置液位超高、超低报警，液位超低报警时联锁输油泵，停止向外输油；液位超高报警时连锁卸油泵，停止向储罐卸油；电动控制阀门故障报警；任何报警发生时在控制室都有声光提示，并提供报警确认功能，系统自动记录报警内容、发生时间、当班操作员等信息；允许高级用户对报警和事件进行定义和修改；

（12）事件查询功能：对过程报警状态进行查询，对进罐出罐输转事件进行查询；

（13）数据管理及操作密钥设置；

4.3综合计量系统

725油库油品计量从业务上分为进油计量、出库计量和库存计量三个部分，三个计量环节现在都是采用人工计量，人工数据管理的工作状态。通过本次改造，新上油库综合计量系统，采用基于力控监控组态软件的C/S和B/S相结合的方式，对油库内部现有生产作业层系统数据的自动采集和人工计量数据的录入，实现油库实物计量账目化计算机管理。

综合计量管理系统为油库提供计量数据人工录入和自动提取2种方式，满足油库现阶段使用和未来发展的使用要求。

4.4安防监测系统

4.4.1燃气检测

由于油库经营的产品易燃易爆，为保证库区安全，可燃气体常浓度检测极为重要，油库现有可燃气体报警检测系统1套，1-17#储罐设置34点，泵房设置1点，共35个监测点。本次设计拟在新建的汽车发油平台设置2台燃气报警器，在新建的2座储罐上设置2台燃气报警器。燃气报警器选择与现有燃气报警器同型号的产品。上位监控软件采用力控ForceControl6.1。

主要实现以下功能: 1）可燃气体浓度时时检测和动态模拟监测功能；

2）燃气浓度超标报警功能；

3）报警记录存储和追溯功能；

4）燃气检测报警与生产安全连锁功能；

4.4.2视频监视

系统采用先进的数字处理技术，使得图像质量更高，更易于保存，通过网络设备可以将图像进行远程传输，实现图像的远程监视、远程控制等功能。

系统软件可以提供强大的图像处理功能，调节图像的亮度和对比度等，即使是在很低的照明度的情况下，也能得到高质量的被监控对像的图像，并且可以将图像保存了通用格式，在专业图像处理软件中进行进一步的处理。

结合当前先进的IT技术，基于SOA架构、结合.NET平台技术的力控ForceCtrol6.1监控组态软件支持B/S和C/S混合模式，实现了与视频监控、多媒体无缝集成，实现了数据和视频的有机结合。

5、油库进、销、存业务管理及决策管理功能

油库综合信息管理主要是指对油库生产过程中进、销、存三个业务环节的生产数据进行存储、整合、利用，生成有利于生产管理的各种业务报表。

在总监控中心备有冗余的力控实时数据库pSace服务器，负责实时汇集油库各子系统实时数据，为业务管理层、管理决策层提供的基础数据生成统计图形和报表，为管理层提供数据决策依据。监控中心通过过力控安全隔离网关pSafetylink以C/S或B/S的形式向上级部门提供安全、有效的数据。

6．应用效果

该此次对西藏725油库的改造，在完善油库作业层自动化系统的同时，以成品油库管理体系为标准，以油库业务管理、设备管理、安全管理为核心，覆盖油库的各个环节，建立了油库的信息网络系统。有效的帮助企业提高工作效率，堵塞经营管理漏洞，提高服务质量，降低成本，增加收入，增强了企业的竞争力。