油气管网数据采集与监控系统国产化之路
▓GG扑克▓GGPoker[—ggn178.com—]为亚洲最具备实力的一间国际扑克竞技赛事平台,提供一个正规安全有保障的扑克游戏环境,加入立即玩与GGPoker全球玩家一起同乐互联网宗教信息服务许可证
本文转自:中新网
习言道|要为局势降温,不要拱火浇油
为“能源动脉”打造“神经中枢”
油气管网数据采集与监控系统国产化之路
【创新故事】
◎本报记者 刘园园
入冬前@*,与管网联通的18座储气库实现注气153亿立方米#*,完成率达107%;采暖季@#*,累计输气量突破1100亿立方米*%,同比增长8%以上;寒潮期%%@**,日最高输气量10.2亿立方米@@%%,较历史极值高17%……
3月底##,国家石油天然气管网集团有限公司(以下简称“国家管网”)圆满完成去冬今春4个多月的天然气保供工作##@#%。
“保障人民群众温暖过冬*%%%@,靠的是发挥‘全国一张网’统一调控运行优势%*。这背后%%,我们自主研发的油气管网数据采集与监控系统(SCADA系统)起到重要支撑作用%@%%。”近日@@#@@,国家管网生产部副总经理、油气调控中心主任祁国成告诉科技日报记者**。
经过多年努力@@,国家管网研发团队先后破解程序热备热启、数据采集扩容、设备远程操控等核心技术%@,成功研制出软硬件完全国产化的油气管网SCADA系统%**##。
冲击“极致靠谱”
如果将我国超10万公里的油气管道干线比作“能源动脉”#%%%@,那么SCADA系统就是控制“动脉”的“神经中枢”**#。曾几何时%@*,这一系统被国外垄断#@*,能源保供与安全存在受制于人的风险##%%*。
“管网人一直有个梦想打造自己的‘神经中枢’!”祁国成说#@,早在10年前@%@#,油气调控中心就启动了国产SCADA系统的研发工作%*。
那时%*#@*,国内油气行业在核心工业控制系统领域底子很�%**。蟹⑵鸩浇锥蚊媪僦疃嗬�***。
系统可靠性是首当其冲的难点*%。油气调控中心自动化与通信部经理李亚锋向记者解释:“油气管网需要7×24小时不间断运行*#*,对SCADA系统可靠性要求极高*#。只有‘极致靠谱’@@%,才能满足实际应用需求@%@。”
“这一点连国外SCADA系统也难以做到*%#。”研发骨干黄河介绍**%%#,比如@%,某个控制程序出现故障后%@,国外系统需将主机上运行的所有程序都切换到备机上%#。这一过程虽仅有几秒@#@,但容易造成整个系统短时失效@@。
国产SCADA系统如何规避这一问题?
“我们几乎每天都在争论#%。”黄河告诉记者@#,在讨论研发方案时**#*#,大家经常争得面红耳赤#%##*。
经历无数次“吵架”@@@,思路逐渐清晰起来##。“能不能做到单个程序热备热启**@#,尽可能降低失效时长?”团队研究重点越来越聚焦%**。
“一旦主机上某个程序出现故障@#%@@,系统只需要把该程序切换到备机上运行%%*%#,而不是将整个系统都切换过去@@#@。”黄河说@#@,“这样既能有效降低主机宕机概率@%*,又能显著减少系统失效几率*#。”
最终#@%*,研发团队在国内油气领域**%,首创了基于应用的分布式冗余系统架构@##%。
使用这种架构后*%%,程序可实现在主备机之间实时切换、热启动%@%#,系统可靠性得到有效保障%#。
“在主机和备机‘1+1’分布式冗余架构的基础上****,团队又进一步提出‘1+N’分布式冗余架构%#。”李亚锋介绍*%#*#,“原先的运行负荷都在主机上@#@,现在可以把运行负荷自动分配给N台备机@%*%%,备机之间又互为备机@%#。”
经过不断更新迭代##**,如今**,国产SCADA系统实际可用率已高达99.96%@@@。
完成“百万扩容”
破解系统可靠性难题只是迈过了第一关**。团队马上遇到另一大难关如何实现数据多点采集与实时更新***%*。
“数据采集点越多、更新越及时*@#*%,系统才能越了解管网实时状况%@。”祁国成说**#*,以前油气站场使用国外SCADA系统时@#@,有一个令人头疼的问题外方从技术上对系统的数据容量进行了限制%#%*#,每扩容一批采集点*%%%#,只能由外方提供服务**%%@,且需要支付高额费用%@@。
“每采集一处数据%#*@#,就算一个数据点@*。” 李亚锋回忆道*%@*,“因为费用高昂%*%,我们都不敢轻易增加数据采集点##**。”
管网里程数持续增加、管网设备量不断增多*@@,而国外系统只授权十几万个采集点数*@@##,二者之间的矛盾越来越凸显@*。祁国成说:“我们下定决心要在自研系统内解决这一难题#@*%@。”
“扩容的关键是将采集数据实时传回系统@%,尤其是采集点数量过百万后@@%%,必须解决系统读取的堵点@*%@*。”李亚锋介绍*#。
此时*#*,研发团队已从“吵架”中摸索出一套更有效的“头脑风暴”机制以推动研发方案落地为导向#*%##,不同任务环节的研发人员从各自角度出发@#%#@,互相提意见、挑毛�#%。佣舴⒑屯乜硌蟹⑺悸�#@@@。
通过“头脑风暴”%**%,研发团队碰撞出为国产SCADA系统扩容的具体方案*%@。
“我们尝试采用共享内存技术@#*,它可以把系统磁盘上部分存储空间映射为共享内存##%。”李亚锋说%%%*%,这相当于为系统新增了大量虚拟内存@**#%,使其能够快速读写数据%@@。
与此同时*%*#,研发团队还创建了高性能服务总线###@,将数据访问方式由原先基于服务器客户机架构的网络访问%%*,改为基于高性能服务总线的内存读取@**%。
“这就好比把‘绿皮火车’升级为‘高铁’##@#,使数据流在系统间的交互速度大大提升**,实现了每秒24万个数据点实时数据更新*#*。”研发人员咸玉龙打比方说@*@#。
通过这些技术的应用%@#,国产SCADA系统拥有了超百万个数据点的高效处理能力@%,数据量是原先采用国外SCADA系统时的十几倍@%##。
实现“无人操控”
系统扩容后*#,油气管网的海量数据采集与更新不再是问题@*%#@。但这些数据按照什么逻辑去组织*@,系统又如何根据这些数据去下达控制指令?
要想让国产SCADA系统真正运行起来#*##*,这是必须跨越的第三道难关##。
“油气管网涉及设备众多%#,不同设备之间交互控制逻辑复杂*#。只有研制出面向生产的数据管理与设备操控技术##*,系统才能实现对各种设备的远程控制%**%。”黄河说*%*。
此前**,国内油气领域在这方面的经验基本为零@***。
研发团队一方面集思广益%%,一方面下足“笨功夫”@*@。设备的每一项控制流程都要反复研讨、修改几十遍@#**%。咸玉龙举例说:“为了精准控制管道内的油气流量@@,我们根据监测数据再三校正系统的控制参数#@@@,最终形成控制标准##@#@。”
随着时间的推移##%*#,研发团队创建出面向油气管网设备的模型和图形描述方法#*@,先后定义了15类油气管网工艺设备控制标准#*,并研发出油气管网设备控制面板模块化技术*#%##。
“这一过程工作量很大@%*%,仅各种设计文档**@,打印出来就有一二百本@#@%#。”黄河说*@@##,“项目评审时##@,厚厚的文档摆在桌子上@@*@#,把专家的视线都挡住了#%。”
有了控制标准与控制面板后%*##%,调控中心的调度人员只需要在系统界面上进行操作@#%,就能实现远在千里之外的油气管网设备“无人操控”%*。
2018年%*,油气管网国产“神经中枢”研制成功*%#,并被命名为PCS 1.0系统%%*@。2019年@#%%%,中俄东线天然气管道北段(黑河长岭)作为示范工程*@%@,首次实现油气管道全线采用国产SCADA系统……
“截至2023年底%*%*@,油气管网国产SCADA系统已在国家管网28套中控级系统、354套站控级系统成功应用#%#%。”黄河说#%,目前%@,国产SCADA系统正在一边推广应用*#%*%,一边优化升级@##。升级后的PCS 2.0系统将更加安全、可靠、智能@#*。
“2月29日@%%#%,习近平总书记在中共中央政治局第十二次集体学习时强调@%*##,能源安全事关经济社会发展全局#%%@%。”祁国成自豪地说@*,“油气管网国产SCADA系统彻底打破了该领域核心工业控制系统受制于人的局面#%@。未来%#,我们将强化关键核心技术攻关@%@,持续夯实国家能源安全底座!”(科技日报)
分享让更多人看到
热门排行
- 1百年丁香诗会侨声朗诵会在京举行
- 2“洋弟子”在中国古城遇上高科技开启良渚的“超时空之旅”
- 3谷雨“牵手”中文日汉字何以与节气相遇?
- 4突发!东京一名警察遭车辆冲撞,随后开枪击伤嫌犯
- 5河北枣强手艺人16道工序展琉璃雕刻技艺
- 6我守护我见证“边关军语”见证边防变迁
- 7习言道|中德合作对双方有利,对世界有利
- 8中方在纽约接收美方返还的38件中国流失文物
- 97.6级强震后日本一座核电站关键部件掉落
- 10中国队奥运村驻地亮相星星元素彰显活力
- 11国家图书馆获捐92种171册法律类图书
- 12福建地区空域实施优化调整M503航线优化运行
- 13湾区三分钟丨“包”你满意!广交会上客商们都“打包”了啥?
- 14挺进深蓝,铁骑踏浪当先锋
- 15民生控股提前锁定退市曾是脑白金母公司
- 16农业农村部:着力增强脱贫地区和脱贫群众内生发展动力
- 17暴雨黄色预警继续发布:江西广西广东等地局地有大暴雨
- 18国台办:优化调整M503航线对两岸同胞都有利
- 19日本本州东岸海域强震多地停电震感强烈
- 20广州大学城首批将建4个“飞的”起降点