能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，對國家繁榮發(fā)展、人民生活改善、社會(huì)長治久安至關(guān)重要?！笆奈濉币?guī)劃和 2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要首次將“能源綜合生產(chǎn)能力”納入國家安全類指標(biāo)。

國家能源大通道對于國家的戰(zhàn)略地位尤顯重要，特別是國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)（以下簡稱：國家管網(wǎng)）的成立，更是凸顯了國家對于能源通道安全的重視，由于之前國內(nèi)長輸管線的SCADA（SCADA : Supervisory Control and Data Acquisition,數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控）系統(tǒng)軟件和硬件基本是國外廠商的領(lǐng)地，為了應(yīng)對國際形勢的千變?nèi)f化的復(fù)雜局面，自主可控、安全可信的100%國產(chǎn)化系統(tǒng)的研發(fā)、應(yīng)用尤顯重要。正是基于這種形勢下，國家管網(wǎng)華南分公司和和利時(shí)科技集團(tuán)杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司（以下簡稱：和利時(shí)）強(qiáng)強(qiáng)合作，2021年推出了國產(chǎn)化管輸專用SCADA系統(tǒng)，并于2021年8月31日、9月3日成功應(yīng)用于國家管網(wǎng)華南分公司長輸成品油管網(wǎng)中山站和珠海站的站控SCS（Station Control System）系統(tǒng)。

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了用戶SCADA系統(tǒng)技術(shù)和供應(yīng)鏈的自主可控，為國產(chǎn)化控制系統(tǒng)在油氣輸送行業(yè)的推廣應(yīng)用起到了良好的示范和帶動(dòng)作用。

項(xiàng)目介紹：

自2020年下半年，雙方?jīng)Q定基于和利時(shí)自主可控的HOLLiAS MACS工業(yè)控制系統(tǒng)平臺(tái)，聯(lián)合研發(fā)一套專門應(yīng)用于油氣長輸管線控制的全國產(chǎn)化SCADA控制系統(tǒng)（系統(tǒng)架構(gòu)圖參見圖一）。硬件采用HOLLiAS MACS K-PAC（K-Programmable Automation Controller）作為站控系統(tǒng)的主要控制單元；上位機(jī)控制軟件基于HOLLiAS MACS V7工業(yè)軟件平臺(tái)開發(fā)；外圍輔控系統(tǒng)（服務(wù)器、操作系統(tǒng)等）也采用全國產(chǎn)化的設(shè)備（詳見圖二），連接成以和利時(shí)產(chǎn)品為核心的完整系統(tǒng)，從“控制芯片”至“工程物資”全供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)了100%的國產(chǎn)化。

圖一：珠海站、中山站站控系統(tǒng)（SCS）框架圖

圖二：以和利時(shí)產(chǎn)品為核心的國產(chǎn)化SCADA系統(tǒng)部件

此次應(yīng)用于成品油管線控制系統(tǒng)的K-PAC系統(tǒng)及信息安全防護(hù)方案，具有以下主要技術(shù)特點(diǎn)： 

●嵌入系統(tǒng)-主控自主操作系統(tǒng)引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展

和利時(shí)面向工業(yè)高可靠實(shí)時(shí)控制應(yīng)用的微內(nèi)核操作系統(tǒng)，提升了國內(nèi)工控業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)的技術(shù)水平，滿足PLC、DCS、運(yùn)動(dòng)控制器、機(jī)器人控制器等不同類型控制設(shè)備，在工業(yè)物聯(lián)化、智能化新背景下的需求，達(dá)到國際主流同類技術(shù)產(chǎn)品水平。 

●核心芯片-“自主芯片+ 安全可信芯片”為國內(nèi)首創(chuàng)

控制器采用龍芯雙核處理器，和利時(shí)自主研發(fā)了基于微內(nèi)核技術(shù)的操作系統(tǒng)，并與芯片進(jìn)行了適配，實(shí)現(xiàn)了控制器的完全國產(chǎn)化（硬件元器件國產(chǎn)化率達(dá)到 100%），是工業(yè)控制領(lǐng)域的創(chuàng)新突破。除此以外，將和利時(shí)基于國密算法的安全組件，嵌入到控制器硬件中，使之具備靜態(tài)可信啟動(dòng)和動(dòng)態(tài)可信度量的安全功能，以防止惡意程序攻擊，創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)可信計(jì)算在工業(yè)嵌入式控制的突破性應(yīng)用。

●操作系統(tǒng)-基于銀河麒麟操作系統(tǒng)平臺(tái)為成品油管道控制在國內(nèi)首創(chuàng)

本項(xiàng)目基于和利時(shí)HOLLiAS MACS V7工業(yè)軟件平臺(tái)，開發(fā)了跨平臺(tái)的上位機(jī)HMI軟件，可在銀河麒麟操作系統(tǒng)上運(yùn)行，并滿足成品油管道 SCADA系統(tǒng)可靠性高及安全性高的要求。 

●通訊協(xié)議-開發(fā)自主安全通訊協(xié)議的應(yīng)用創(chuàng)新

遵循GBT20540-2006_PROFIBUS規(guī)范(IEC_61158_TYPE3)研發(fā)的底層基礎(chǔ)通訊協(xié)議，符合國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與要求。 

●網(wǎng)絡(luò)安全-安全可信技術(shù)研究的成功應(yīng)用

安全可信控制系統(tǒng)基于可信計(jì)算技術(shù)體系設(shè)計(jì)，具備全生命周期安全主動(dòng)免疫能力。同時(shí)具有嵌入式可信計(jì)算內(nèi)生安全技術(shù)架構(gòu)、靜態(tài)可信 啟動(dòng)、全生命周期可信防護(hù)體系、固件可信升級(jí)技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新，確保系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境安全可信，實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)通信安全等全生命周期可信防護(hù)。

圖三：系統(tǒng)FAT的場景

圖四：現(xiàn)場投產(chǎn)的場景

圖五：現(xiàn)場的站控系統(tǒng)

圖六：站控系統(tǒng)現(xiàn)場HMI畫面實(shí)例之一

項(xiàng)目的工程實(shí)施情況簡介：油氣行業(yè)對于工程實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)要求高、難度大，同時(shí)受制于國內(nèi)疫情的影響，和利時(shí)的工程、研發(fā)團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)品的研發(fā)、測試、系統(tǒng)集成、FAT、SAT、投產(chǎn)、保運(yùn)過程中，與業(yè)主方攻堅(jiān)克難、協(xié)同配合、克服重重阻力，優(yōu)質(zhì)高效的實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目一次性投運(yùn)成功（參見圖三至圖六）。

總結(jié)

國家管網(wǎng)華南分公司與和利時(shí)集團(tuán)旗下杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司聯(lián)合研發(fā)的首套自主可控100%國產(chǎn)化成品油管道SCADA系統(tǒng)成功上線運(yùn)行，是自主工業(yè)領(lǐng)域芯片、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、工業(yè)軟件、自動(dòng)化技術(shù)與大型油氣管道運(yùn)輸行業(yè)技術(shù)的完美耦合，對保障國家能源安全具有重要意義。