飛機場油庫監控和飛機加油控制系統

摘要

　　現代化的軍隊需要配備自動化程度很高的加油系統，同時需要有足夠的可靠性、穩定性。HMBUilder組態軟件的分布式、大數據量存儲、通訊速度快、強大的數據庫功能在此系統中得到充分的展示。

加油系統簡介：

加油系統工藝流程

　　2007年縱橫科技和空軍油料研究所合作成功開發一套戰斗機加油控制系統，同時此系統還會在部分空軍部分推廣。

　　加油系統分為兩個部分，油料存儲在油庫，加油在外場。加油時，啟動加油控制器，由控制器將信息傳給外場控制計算機，外場控制計算機向油庫計算機發出請求，油庫計算機處理后啟動加油系統，將油庫輸送到外場給飛機加油，加油完畢，有加油控制器發送結束命令，通過外場控制計算機發送信息給油庫停止加油。

1.2控制系統介紹

　　系統架構圖如下，左邊為油庫，右邊為外場，油庫部分負責接受外場信息，提供油料，外場部分給油庫發出加油或者停止加油的指令，加油并且記錄加油信息。

　　由系統架構圖可以看到，外場和油庫各有一臺主控計算機，油庫部分主要控制變頻器輸出和與外場通訊，硬件主要有研華工控機、模擬量輸出板卡和變頻器。外場主要控制飛機加油、記錄數據，硬件主要有研華工控機、模擬量輸入卡、和加油控制器等。

　　軟件采用HMIBuilder，外場和油庫之間采用以太網通訊，我們通過HMIBuilder和以太網整合出軟總線技術，利用軟總線技術可以使通訊的功能更強大。

軟件設計

　　在確定硬件架構之后，軟件編程尤其重要。本系統中的自動控制、數據存儲、通訊等都需要軟件來控制。按照功能劃分，軟件的大體分為界面顯示、數據處理和通訊三個部分。

2.1 界面顯示

　　在一個自動化系統當中，界面顯示、數據處理、通訊等功能都很重要，沒有主次之分，但是界面顯示是一個系統的門面，我們看到的首先是界面部分，所以界面顯示是衡量一個系統的重要標準。

　　在自動化系統中，界面顯示首先要真實的反應現場的運行情況，能夠看到軟件就對整個系統的運行了如指掌，其次要做到美觀。看上去讓人覺得舒服。

　　本系統的界面實現有兩個部分，一是外場部分，界面包含六個加油控制器的狀態、實時顯示存儲罐的液位、壓力和流量。二是油庫部分，顯示變頻器的工程狀態。

2.2 數據處理

2.3 通訊

　　通訊是實現自動化控制的橋梁。本系統在外場和油庫之間采用光纖以太網、外場和加油控制器采用RS232通訊。

　　HMIBuilder在實現外場和油庫之間通訊時采用軟總線技術，只需要簡單設置IP，即完成通訊功能，而且能夠傳送的不僅是數據，還有圖元等信息。

　　HMIBuilder驅動中包含常見設備驅動，本系統中用的的板卡有研華的PCL-818和PCI1720，HMIBuilder的PCL-818和PCI1720驅動經過測試和本身提供的UTILITY速度一樣，通訊良好。

　　加油控制器是本專用控制器，里面包含本系統專用指令，為此我們針對此產品專門開發了驅動。

控制系統特點

3.1 技術先進

　　硬件平臺用的是研華的工控機和板卡，專門開發的防爆加油控制器，軟件采用功能強大的HMIBuilder組態軟件。實現和軟硬件的完美結合。

3.2 操作簡單

　　本系統只需要加油的時候刷卡，輸入加油量、飛機號，結束的時候刷卡結束即可。

3.3 功能強大

　　HMIBuilder具備強大的數據庫功能，本系統中便用到了其中的數據庫復合查詢部分，我們只需輸入關鍵詞，即可通過關系數據庫提出所有信息，不像一般組態軟件只可以按時間查詢。

　　硬件干擾較大，我們采用軟件濾波的功能，解決干擾問題。

3.4 易于維護

　　HMIBuilder的軟總線技術不僅可以應用于通訊，還可以用于維護，通過軟總線技術，我們可以遠程修改圖元、腳本等，不能修改的只是對方的IP，這樣我們在遠程維護的時候就很方便，在最初設置好IP之后，遠程機器便和本地機器一樣。

3.5 通訊能力

　　通訊系統完成兩臺計算機之間通訊，計算機和板卡、計算機和加油控制器通訊良好，HMIBuilder特有的軟總線技術，是不同計算機之間的通訊更簡單、速度更快，只需要設置IP即可實現數據傳輸。

3.6 界面制作

　　目前的組態軟件的圖元，一般來說，具有統一的界面，用戶使用時比較容易接受。但這樣做同樣也有它不利的一面。第一、在組態圖形繪制過程中，大量的圖元是不具備實時屬性的，如果采用統一的屬性設置，那在顯示時，將無可避免的要將這些屬性帶入內存，無形中加大了系統的負擔，如果圖元數量較多，會導致系統運行速度減慢。第二，如果采用統一的配置界面，會導致某些對圖元的特殊處理，比如位圖的透明處理等，變得復雜。如果要面面俱到，又給用戶的使用帶來困擾。HMIBuilder采用了一種不同的處理方式，在HMIBuilder的繪圖包中，提供了60多種基本圖元，這些圖元各自具有自己特有的屬性，基本上可以滿足用戶的組態需要，當用戶需要更高級的表現方式時，可以將圖元成組，成組后的圖元就像流行的組態軟件一樣，具有了統一的屬性，同時，其中各個圖元本身的屬性還保留下來。這種處理方式層次分明，且可以解決統一配置界面帶來的一些問題。

3.7 獨特的分布式網絡架構

　　現在，國內外的組態軟件，網絡功能較弱，管理系統的網絡化是目前組態軟件的發展趨勢。HMIBuilder組態軟件支持分布式架構，基于工業以太網，通過軟總線技術，輕松實現網絡節點配置，網絡冗余。在控制層，HMIBuilder將現場總線做為重點，針對行業客戶，以人機界面為核心，提供系統級的解決方案。

3.8 高速檢索的大點數數據支持

　　目前的組態軟件，不分模擬量、開關量，也不分設備，所有用到的數據都放在一張表里。這樣的設計對于數據量較小的工程來說還比較合適，但當數據量較大時，比如1024點或無限點的工程來說，在檢索上就會比較困難。HMIBuilder采用了不同的方法，它以設備（也就是站）為對象，每個設備關聯著需要的模擬量、開關量，也就是說，在HMIBuilder系統中，是依照（站、類型、點）這樣一個三元組來唯一的確定一個點。這樣做雖然有些繁瑣，但帶來的好處是結構清晰。而且，對于某些行業，比如電力遠動，這樣的結構是非常合乎其使用習慣的。目前的一些組態軟件，雖然也有電力版，但嚴格說來，很難在電力行業真正普及使用。

3.9 大容量歷史數據存盤

　　目前組態軟件往往內嵌小型數據庫，或者嵌入大型數據庫，將成本轉加給客戶。HMIBuilder采用多種存盤方式，用戶可以自由選擇：

1. 變量自動存盤是每天生成一個存盤文件，硬盤有多大，存儲多少數據；
2. 數據組存盤支持4G的存盤；
3. ODBC方式存盤：可以直接和大型數據庫進行數據交換，通過TCL腳本，執行SQL語句，對ODBC數據庫進行靈活的操作。