凌華工業PC在中石化加油IC卡工程中的應用


關鍵詞： 加油IC卡工程 管控PC 高可靠性
內容簡介：本文介紹了中石化加油IC工程，工業PC與商用PC的區別。最后就凌華科技的工業PC在中石化IC加油卡工程中的應用做了闡述。

一.中國石化加油IC卡工程背景和項目簡介：

中國石化加油IC卡工程是一個跨平臺、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應對不斷提高的服務需求、順應"信息化帶動產業化"的技術發展趨勢，利用先進的電子信息技術，以IC卡為載體，實現了中國石化成品油零售系統的改造。通過工程的建設，在中國石化轄域的所有加油站內實現"一卡在手，各地加油"的目標。以IC卡這一現代支付工具取代傳統的現金、油票等結算方式，在加油站安裝加油站管理控制了系統，實現成品油零售業務的電子支付和交易數據的自動采集；提高加油站經營管理的科技含量和服務水平，從而進一步提高工作效率，降低成本，增強抵御市場風險的能力。中國石化加油IC卡工程將覆蓋中國石化股份有限公司所屬的20個省(自治區、直轄市、計劃單列市)石油分公司，260余個地市級公司，1300余個縣級公司的25000余座加油站。

中國石化加油IC卡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、地級以及各業務終端(包括縣級管理終端、加油站、發卡網點等)。中石化在前期將整個規劃為：

系統拓樸圖說明：
加油站：是中國石化成品油零售業務的發生地，直接面向客戶提供加油服務。
發卡網點：為用戶提供開戶、發卡、充值、圈存、掛失、查詢等服務。
地級前置系統：在發卡網點和加油站與省級數據中心提供數據轉發功能。
省級數據中心：建立用戶賬戶，進行加油卡交易的清分、清算，是業務管理和數據處理核心。
中國石化總中心：負責對加油卡異地交易的清分和爭議的仲裁，對基于加油IC卡交易系統的零售業務進行管理
省級管理中心：對省級石油公司所屬加油站的零售業務進行管理。
地級管理中心：對地（市）級石油公司所屬加油站的零售業務進行管理。
縣級管理終端：對縣級石油公司所屬加油站的零售業務進行管理。

二.中石化對管控PC硬件的要求

整個加油IC卡工程中的25000個加油站都將配置一臺管控PC做為業務終端。管控PC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，每日將銷售交易發往省數據中心，并將下載全國IC卡用戶的賬戶管理信息和最新油價等。以下是管控PC功能示意圖：

加油站的管控PC起著非常重要的作用，一旦管控PC發生故障，加油站的正常運行將受到影響。中國石化的25000余個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，一旦管控PC發生故障，維修更換會非常麻煩。因此，中國石化對管控PC的首要要求是系統的可靠性。其次，加油機通過串口與管控PC相連，加油站的加油機數目從2個到30余個不等，因此要求管控PC具有較強的功能擴展性。為了保證管控PC系統的穩定運行，中國石化選用了Turbolinux Data Server做為管控PC的操作系統，因此要求管控PC在硬件上與Turbolinux完全兼容，并且能夠流暢運行。

在管控PC設備選型之初，共有10余家商用PC和工業PC廠家參與選型。經過多方比較，中石化最終將管控PC定為工業PC。工業PC在提高系統可靠性方面做了許多特殊設計，它的可靠性大大優于商用PC。下面是商用PC的系統結構圖：

這種結構我們稱之為大主板結構，這種結構非常不適合現場使用和維護要求。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源器件容易損壞。一旦母板損壞，進行更換會非常麻煩：現場維護人員首先需要拔掉主板上的所有數據線、之后需要拔出插在主板上的所有外圍卡片，如網卡，顯卡等，最后需要將固定主板的螺釘一一卸掉，才能將主板拆下。換上一個新主板還要一一重復上述過程。這樣更換一個損壞的主板，需要花30分鐘時間。這樣長的MTBF（平均故障維護時間）對于加油站實際使用是不允許的。另外，商用PC對系統的防震沒有做特殊設計，在周圍存在振動干擾的場合，很容易出現硬盤損壞和卡片跳出的故障。硬盤一旦損壞，一天的交易數據將全部丟失。

相對于商用PC，工業PC在結構上做了很大改進，以下是工業PC的結構示意圖：

工業PC的主板做成插卡的形式，插在無源底板（passive backplane）上。無源底板上只有ISA，PCI總線接插件以及電容電阻等無源器件，因此無源底板損壞的概率非常低，通常無更換之憂。如果主板損壞，只需要將主板拔出即可。因此系統的MTBF時間大大縮短。此外系統的主板和外圍卡有專門的固定壓條，防止板卡跳出。硬盤驅動器具有硬盤避振架和減震橡膠墊，能減輕振動對硬盤的損壞。為了使工業PC能可靠工作在高粉塵環境下，在工業PC的前面入風口，具有可更換的防塵網。如下圖所示：

圖片說明：防塵網設計能有效防止灰塵進入機箱。

三、 凌華的中石化管控PC硬件解決方案

在決定將管控PC硬件平臺定為工業PC后，中石化用對國內包括凌華在內的7家工業PC廠家進行了考察，經過多方面考察，凌華工業PC最終以高質量、高性價比的特性獲得中石化的信賴。
凌華科技非常重視中石化加油IC工程。在中石化合作之初，凌華科技充分研究了加油站現場應用對管控PC的可靠性等方面要求，從多方面入手增強凌華工業PC的系統可靠度，提出了如下硬件解決方案

1. 主板
工業主板是管控PC的核心，綜合考慮速度和可靠性要求，凌華科技為管控PC配置了一塊PIII等級的工業主板NuPRO-760。NuPRO-760的MTBF時間長達19萬小時。對于系統長期運行而言，CPU風扇是一個故障隱患。通常CPU風扇只能連續運行2年左右時間，在多粉塵情況下壽命會更短。NuPRO-760可以支持VIA 的低功耗C3處理器。使用VIA低功耗C3處理器時，用散熱片就可以滿足CPU散熱要求。這樣可以大大提高系統可靠性。

2.RAID卡
加油站的管控PC在日常使用中會涉及到大量數據保存的問題，這些數據包括油價、加油數量，加油客戶數據等。一旦數據損壞，將會造成嚴重后果。但硬盤屬于易損件，很容易因為振動、沖擊等原因而損壞。為了確保系統數據的安全性。在凌華的管控PC中配了一塊Promise SMA RAID卡。Raid卡將兩個同樣規格的硬盤組成Raid 1（磁盤鏡像）。這樣，在一個硬盤損壞的情況下，管控PC依然能正常操作。

3.工業電源
市電供電不穩定是導致計算機損壞的重要原因。在郊區、農村等地，供電網存在電壓過高過低或浪涌電壓等情況。這會導致計算機不能啟動或電源被擊穿。凌華科技為管控PC配置的電源為寬范圍工業電源，在外部電壓范圍為85V~265V的環境下也能正常工作。

4.電磁兼容
電磁兼容性也是一個重要環節。電磁兼容測試包括CE,FCC等。凌華管控PC在國家電磁測試中心達到FCC A級標準、在去年四月，我公司即將工控機產品交付國家電子計算機質量監督檢測中心進行監測。通過了中石化IC卡加油管控機--電磁快速瞬變脈沖群抗擾度檢驗的A級指標。即峰值在正負2000V電壓，重復頻率為5KHZ的條件下工控機正常工作（國家生產許可證檢測要求為正負1000V電壓）。為工控機入圍中石化項目做了技術指標方面的認證。

5.系統的擴展性
凌華管控PC具有4個PCI槽和7個ISA槽，完全可以滿足以后系統功能的擴展要求。
凌華科技擁有多條整機生產線，整機生產通過國家微機生產許可證和3C認證。為了保證整機的可靠性，在產品檢測方面，凌華整機通過8大類，29項安全，環境，電磁，可靠性檢驗，主板通過HALTHASS測試，MTBF時間長達19萬小時，整機出廠前更是進行了24小時動態燒機測試。這樣保證每一臺出廠的工業PC都能在惡劣環境中可靠運行。

四、 實施的效果

自2002年5月開始，中石化加油IC卡工程已經陸續在北京、上海、福建，江蘇，山東，廣東等省實施。在這些省的管控PC絕大部分用的是凌華的工業PC。經過一年時間的實際運行，凌華管控PC在現場運行穩定、可靠，獲得中石化的好評。

----凌華科技供稿