当前,工业控制系统正朝着专用性、轻量型方向转变,产品外观上也迈向小型化。越来越多的中小型企业提出定制个性化工业控制系统,同时为了满足远程监控管理的需求,连接工业现场网络和互联网已经成为一种趋势。本文以石油装载为背景展开论述,结合现有管理控制方式存在的不足,设计并实现一种石油装载管理控制系统,该系统具备低成本、易部署、可靠、安全等优点。石油装载管理控制系统有三大子功能:石油装载控制、数据交互、远程监控。基于ARM的控制系统采用分布式思想,将控制功能分散到三部分:核心控制器、二级控制器、模拟量控制器。其中,二级控制器与现场智能设备直接相连,同时控制现场数字量设备;模拟量控制器管理模拟量设备;核心控制器协调整个控制系统。为了减轻二级控制器工作负担,使用DMA方式实现控制系统和智能设备之间的通信。系统软件设计采用面向对象和有限状态机的思想管理系统任务,从而将系统功能模块化、状态化,划分功能粒度,使得控制系统具备实时性。数据交互借助4G模块实现互联网和工业现场网络连接以及与客户及时沟通。为规范各方通信,设计基于4G模块的应用程序和控制系统之间的鹤位(提供石油装载的装车台)状态指令,设计工业现场网络、互联网与4G模块之间的4G通信指令。针对网络互连安全问题,使用绑定电话号码来验证管理员身份是否可靠,结合伪随机码加密和CRC校验保证传输数据的安全性和完整性。针对4G模块异常掉线造成TCP连接失效,增加心跳机制解决这一问题。远程监控系统实现采用MVC(Model View Controller)模式,利用Python结合Django框架实现Web服务器,使用Bootstrap美化界面。监控系统通过和4G模块建立TCP连接来实时监控石油装载状态,从而实现信息集中化管理。