SymLink油田行業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)解決方案
石油企業(yè)是技術(shù)密集型、信息依賴型企業(yè),石油行業(yè)的信息化一直伴隨著石油行業(yè)的發(fā)展,并發(fā)揮了巨大的作用。隨著“數(shù)字油田”、“數(shù)字石化”、“數(shù)字石油”等新的石油行業(yè)信息化理念被普遍接受,石油石化企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了離開(kāi)信息系統(tǒng)就無(wú)法生存的地步。
隨著近十年對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化建設(shè)的加大,現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化的程度是越來(lái)越高,為數(shù)字化油田打下了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。但數(shù)據(jù)僅僅停留在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須將分散在各地的油田數(shù)據(jù)匯集起來(lái),提供給專家層、領(lǐng)導(dǎo)層,才能挖掘信息的潛在價(jià)值,將現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)信息轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力。因此,建設(shè)一個(gè)經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定、維護(hù)成本低的生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)就變得迫在眉睫,它是“數(shù)字化油田”的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
目前,數(shù)字化油田的發(fā)展面臨以下幾個(gè)方面的挑戰(zhàn):
第一:設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜繁多
標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展的前提,各個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜繁多。從通訊鏈路,涉及到RS-232/422/485、CAN、以太網(wǎng)、WIFI、Zigbee、GPRS/WCDMA/CDMA2000等;從工業(yè)設(shè)備協(xié)議來(lái)說(shuō),涉及到OPC、Modbus、IEC61850、IEC60870、DNP3、BACnet、PLC等。
第二:建設(shè)、維護(hù)成本太高
數(shù)字化油田的目標(biāo)就是為了解放人力,降低運(yùn)行維護(hù)成本,而如果一個(gè)系統(tǒng)建設(shè)的成本高,實(shí)施周期長(zhǎng),維護(hù)成本高,那將是和數(shù)字化油田的初衷相背而馳的。然而現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控類系統(tǒng)的建設(shè)卻是三高:設(shè)備數(shù)據(jù)的接入成本高,數(shù)據(jù)利用成本高,系統(tǒng)維護(hù)成本高。
第三:安全性差
目前工業(yè)環(huán)境使用的傳輸協(xié)議多用在封閉,孤立的生產(chǎn)總線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,為了通訊的高效便捷,多采用明碼傳輸,沒(méi)有任何的加密保護(hù)。容易受到來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的各種攻擊。而數(shù)字化油田必然需要生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備數(shù)據(jù)通過(guò)Internet傳遞到遠(yuǎn)端的另一個(gè)系統(tǒng)或環(huán)境中,因此,高效、安全的傳輸協(xié)議是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田的一個(gè)必要條件。
第四:底層數(shù)據(jù)利用率低
上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求導(dǎo)致底層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè),致使數(shù)據(jù)利用率偏低。
因此建設(shè)可以智能組網(wǎng)、分布計(jì)算、路由優(yōu)化、數(shù)據(jù)共享的工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將是推動(dòng)工業(yè)智能的催化劑。同時(shí)也是數(shù)字化油田穩(wěn)定可靠的保障。
第2章 目前普遍采用的解決方案
將自控系統(tǒng)接入到SCADA系統(tǒng)當(dāng)中,屬于典型的兩化(信息化與自動(dòng)化)融合項(xiàng)目。需要解決三個(gè)主要問(wèn)題:
●自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集接口問(wèn)題
由于自控系統(tǒng)相對(duì)比較封閉,接口方案各不相同。因此需要提供各系統(tǒng)的采集接口方案。●自控系統(tǒng)安全問(wèn)題
需要將控制系統(tǒng)與辦公管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)接。由于管理網(wǎng)絡(luò)中可能存在影響控制網(wǎng)絡(luò)安全的因素,例如黑客或病毒等。這些不安全因素可能對(duì)控制系統(tǒng)帶來(lái)巨大的威脅,因此必須解決,確??刂葡到y(tǒng)100%的安全。
●遠(yuǎn)程統(tǒng)一管理和維護(hù)的問(wèn)題
由于項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)涉及的控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)多、類型雜、分布廣等特點(diǎn),維護(hù)管理的難度非常大。需要考慮好建成后,管理和維護(hù)的問(wèn)題。必須確保項(xiàng)目建成后,可以遠(yuǎn)程實(shí)施統(tǒng)一管理和維護(hù),以減少相關(guān)工作量,確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,故障在第一時(shí)間可以遠(yuǎn)程排查、直接解決。
目前的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備大多采用RS232/485等通訊接口,為了傳輸?shù)姆奖悖径疾捎昧舜诜?wù)器(串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng))這類設(shè)備,這類設(shè)備直接將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通訊端口暴露到了網(wǎng)絡(luò)上,Modbus傳輸協(xié)議因?yàn)槭菫榉忾]的工業(yè)總線而設(shè)計(jì),都是明碼傳輸,沒(méi)有任何的加密保護(hù),容易受到來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的攻擊。應(yīng)用此種模式還會(huì)帶來(lái)以下幾點(diǎn)問(wèn)題:
1)串口服務(wù)器模式,串口服務(wù)器+臺(tái)式電腦+軟件。成本高,維護(hù)不便。SymLink工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)集成了上述功能的嵌入式設(shè)備,成本低、部署靈活、維護(hù)方便。
2)數(shù)據(jù)采集設(shè)備多采用標(biāo)準(zhǔn)PC計(jì)算機(jī),體積大,不易上機(jī)架,占用機(jī)房空間大。并且PC計(jì)算機(jī)能耗高,穩(wěn)定性較差,維護(hù)不便。
3)PC計(jì)算機(jī)大多采用Windows系統(tǒng),容易受到操作系統(tǒng)漏洞,網(wǎng)絡(luò)病毒的攻擊,且對(duì)人為帶來(lái)的安全隱患難以防范,因此,總體安全性較差。
4)如用于數(shù)據(jù)采集的PC計(jì)算機(jī)數(shù)量多,對(duì)這些計(jì)算機(jī)的集中維護(hù)管理,采集軟件的更新維護(hù)不便。缺乏一整套完善的中心管理方案。
5)通過(guò)傳統(tǒng)的串口服務(wù)器,串口數(shù)據(jù)透明傳輸轉(zhuǎn)至以太網(wǎng),數(shù)據(jù)都交給分行PC機(jī)計(jì)算,再由PC機(jī)軟件向總行傳輸數(shù)據(jù),這樣每一級(jí)的相互依賴性過(guò)強(qiáng)。
第3章 采用SymLink構(gòu)建的解決方案
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)依然由以太網(wǎng)交換機(jī)及路由器來(lái)搭建,以太網(wǎng)交換機(jī)及路由器只用于構(gòu)建通訊的網(wǎng)絡(luò),不關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集與傳遞;SymLink工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)通過(guò)自身的各種通訊接口(RS232/RS485,CAN,以太網(wǎng)等)與各類現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接連接,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通訊協(xié)議采集需要的各類數(shù)據(jù),同時(shí)將采集到各個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議(如OPC,IEC101/102/103/104,BACnet,DNP3,Modbus等)為上層應(yīng)用系統(tǒng)提供,從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)到上層管理,為企業(yè)搭建了一套強(qiáng)壯、高速的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),幫助油田企業(yè)推進(jìn)“數(shù)字化油田”的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
系統(tǒng)整體更加穩(wěn)定可靠
分布式的數(shù)據(jù)采集計(jì)算方式,避免了集中式采集計(jì)算的單點(diǎn)故障,完全將集中式采集計(jì)算的系統(tǒng)負(fù)荷分化到各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)。同時(shí)各個(gè)分布式的數(shù)據(jù)采集計(jì)算節(jié)點(diǎn)提供計(jì)算腳本,斷線緩存,報(bào)警服務(wù)等功能,即可為上層系統(tǒng)分擔(dān)計(jì)算負(fù)荷,又可最大限度的保證了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。
標(biāo)準(zhǔn)化
對(duì)上層系統(tǒng)提供歸一化的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,讓上層應(yīng)用系統(tǒng)專注業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用,并提供各種實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)及關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的無(wú)縫集成組件,一步到位。
兼容能力
廣泛的設(shè)備兼容能力,海量的通訊協(xié)議庫(kù),提供工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種主流設(shè)備的通訊協(xié)議驅(qū)動(dòng),如:OPC/Modbus/IEC61850/IEC60870/DNP3/BACnet/主流PLC/智能儀表等,并擁有一個(gè)10多人構(gòu)成的通訊協(xié)議開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),擁有多年的通訊協(xié)議驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以快速地開(kāi)發(fā)出各類新推出的設(shè)備的通訊協(xié)議驅(qū)動(dòng)。
安全性
站級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)選用SymLink工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)作為數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā),并且采用白名單機(jī)制,可對(duì)通信協(xié)議進(jìn)行過(guò)濾,使得符合用戶授權(quán)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層選用SymLink-GAP工業(yè)通信安全網(wǎng)關(guān)作為辦公網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的隔離裝置,其2+1的產(chǎn)品架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的物理隔離,內(nèi)網(wǎng)側(cè)采集控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù),通過(guò)加密單向傳輸給外網(wǎng)側(cè),進(jìn)而將數(shù)據(jù)推送至辦公管理網(wǎng)絡(luò)。
無(wú)論是站級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)還是在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),SymLink網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品所具備的的通道隔離機(jī)制和物理隔離機(jī)制,均可為整套系統(tǒng)提供安全防護(hù)。
管理維護(hù)
深度挖掘用戶需求,集合多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),提供符合人性的圖形化的管理維護(hù)工具,企業(yè)IT工程師不需要參閱大量的文檔資料以及培訓(xùn),即可完全可視化的建立232/485/CAN總線設(shè)備的通訊以及以太網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D,輕松調(diào)用設(shè)備庫(kù)和模板庫(kù)即可完成工程應(yīng)用。通過(guò)SymLink的網(wǎng)管系統(tǒng)(一套圖形化的設(shè)備集中管理維護(hù)平臺(tái)軟件),可將一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的所有SymLink設(shè)備進(jìn)行集中管理,配置,監(jiān)視,維護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)中SymLink的數(shù)量越多、地域分布廣時(shí),管理的設(shè)備越多,分?jǐn)偨o每個(gè)設(shè)備的管理維護(hù)成本更低。
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