凌華工業(yè)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(yè)PC與商用PC的區(qū)別。zui后就凌華科技的工業(yè)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(tǒng)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(yè)化"的技術發(fā)展趨勢，利用*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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，實現成品油零售業(yè)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(qū)、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(tǒng)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)務終端(包括縣級管理終端、加油站、發(fā)卡網點等)。中石化在前期將整個規(guī)劃為：

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系統(tǒng)拓樸圖說明：
加油站：是中國石化成品油零售業(yè)務的發(fā)生地，直接面向客戶提供加油服務。
發(fā)卡網點：為用戶提供開戶、發(fā)卡、充值、圈存、掛失、查詢等服務。
地級前置系統(tǒng)：在發(fā)卡網點和加油站與省級數據中心提供數據轉發(fā)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(yè)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(tǒng)的零售業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)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(yè)務終端。管控PC負責日常IC卡加油的數量和金額統(tǒng)計，交易票據的打印，加油機監(jiān)控，每日將銷售交易發(fā)往省數據中心，并將下載全國IC卡用戶的賬戶管理信息和油價等。以下是管控PC功能示意圖：

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加油站的管控PC起著非常重要的作用，一旦管控PC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(qū)，一旦管控PC發(fā)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(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定運行，中國石化選用了Turbolinux Data Server做為管控PC的操作系統(tǒng)，因此要求管控PC在硬件上與Turbolinux*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(yè)PC廠家參與選型。經過多方比較，中石化zui終將管控PC定為工業(yè)PC。工業(yè)PC在提高系統(tǒng)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(tǒng)結構圖：

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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，zui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(tǒng)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(yè)PC在結構上做了很大改進，以下是工業(yè)PC的結構示意圖：

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工業(yè)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(tǒng)的MTBF時間大大縮短。此外系統(tǒng)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(yè)PC能可靠工作在高粉塵環(huán)境下，在工業(yè)PC的前面入風口，具有可更換的防塵網。如下圖所示：

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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(yè)PC后，中石化用對國內包括凌華在內的7家工業(yè)PC廠家進行了考察，經過多方面考察，凌華工業(yè)PCzui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(yè)PC的系統(tǒng)可靠度，提出了如下硬件解決方案

1. 主板
工業(yè)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(yè)主板NuPRO-760。NuPRO-760的MTBF時間長達19萬小時。對于系統(tǒng)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(xù)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(tǒng)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(tǒng)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(guī)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(yè)電源
市電供電不穩(wěn)定是導致計算機損壞的重要原因。在郊區(qū)、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(yè)電源，在外部電壓范圍為85V~265V的環(huán)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(huán)節(jié)。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 *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(jiān)督檢測中心進行監(jiān)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*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(tǒng)的擴展性
凌華管控PC具有4個PCI槽和7個ISA槽，*可以滿足以后系統(tǒng)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*。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(huán)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(tài)燒機測試。這樣保證每一臺出廠的工業(yè)PC都能在惡劣環(huán)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(xù)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(yè)PC。經過一年時間的實際運行，凌華管控PC在現場運行穩(wěn)定、可靠，獲得中石化的好評。

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