1. 城市燃氣工控系統技術發展趨勢分析
城市燃氣隨著業務的飛速發展,同時人力成本的上升,管網的不斷變長以及復雜話,原有的燃氣工控系統的“監而不控”方式已經無法適應,原有的手工的巡檢和抄表方式已經開始制約燃氣系統的業務發展,城市燃氣的智能管網技術的發展成為未來發展的趨勢,智能管網技術指利用傳感、嵌入式處理、數字化通信和IT技術,將管網信息集成到管道公司的流程和系統,使管網可觀測(能夠監測所有主要設備的狀態)、可控制(能夠控制所有主要設備的狀態)和智能化(可自適應并實現智能分析策略),從而打造更加安全、環保、節能、經濟、供需平衡的管網系統城市燃氣的工控系統技術發展已經呈現以下幾種趨勢:
1.1 城市燃氣管網調控智能化
城市燃氣管網調控智能化自動化隨著城市燃氣行業的發展不斷提高。輸氣管網系統已由最初的獨立干線向集群管網方向發展,其輸送過程將越來越復雜。及時、全面、準確地掌握整個管網的動態情況將是保障安全平穩輸送的重要手段和措施,這些都為管線運行的調控提出了更高的要求。一方面,智能化管道建設發展,對自動化程度提出了更高的要求,要求其控制系統在控制、安全等方面有更高的可靠性、開放性;另一方面,調度和控制向著智能化方向發展,這也是的無人化門站和所站的持續增多。
1.2 物聯網技術廣泛應用
智能管網技術離不開物聯網技術,其中就包括網絡無線射頻識別(RFID)系統——把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。目前國內外企業就是使用RFID 技術已經應用在設備及備件采購、
倉庫管理、設備維修等方面。而無線定位技術在現有 GIS 系統的深層利用下,在結合智能手機技術,開發便攜式無線手持終端則應用在無線巡檢、廠區定位等方面有更好的發展。另外可佩戴的氣體傳感器的應用,可以進一步提高城市燃氣管道現場檢修人員的生命安全保護能力以及應急搶救能。
將物聯網技術應用于城市燃氣管道設計、建設、運營、維護和管理的全過程,有利于促進管道的完整性管理和失效控制,提高管道運行的安全性和經濟效益。物聯網涉及的技術主要包括:無線、有線網絡技術,傳感器技術和智能終端技術。油氣管道物聯網建設的主要內容是通過傳感器連接資產和設備,提高數字化程度;建立數據的整合體系,實現數據的綜合分析與利用;基于業務需求開發智能化應用系統,實現對管道運營各個環節的優化管理。
1.3 智能儀表將廣泛應用于智能管網中
作為智能管網的數據采集和業務執行的端點,智能儀表的采用是確定城市燃氣是否真正智能的標識之一,智能儀表內置微處理器,具有一定的運算處理能力和精確的測量能力,一般具有以下特點:
精度高:智能儀表普遍采用嵌入式系統,具備一定的數據處理能力,數據測定精度高等特點。
功能強:能夠依賴自身的微處理能力執行一定的業務功能,具有初步的自我診斷能力。
通信功能強:為了方便普及和節省人工,城市燃氣的智能儀表普遍具有支持無限通信和有線通信技術,方便部署和數據采集以及執行命令。
較強的安全性:其儀器和芯片應該具有一定的防物理破壞和網絡攻擊的能力。
1.4 云計算將運用于城市燃氣SCADA系統
在智能管網的計算平臺中,云系統可以應用在IT基礎設施、信息集成、分析應用等多個方面,降低信息化的成本,提高IT的靈活性和支撐能力。隨著云計算技術的發展,IT資源的應用和共享方式發生了巨大的變化。企業私有云為智能管網數據集成與業務集成提供基礎性服務,它用來解決目前國內企業信息化中普遍存在的數據孤島和業務隔離現象。包括可以建立共享數據中心或者云服務平臺。
2. 城市燃氣工控網絡安全趨勢分析
城市燃氣工控網絡安全技術從最早利用信息化升級改造的過程中,嘗試使用用于傳統IT環境的信息安全技術來解決工控網絡的安全問題,發現問題并沒有得到很好的解決,其中最主要的原因就是傳統的信息安全技術不適用于城市燃氣的工業控制環境,這包括以下幾點:
城市燃氣工控網絡使用不是傳統的TCP/IP技術,而是工業以太網技術,在安全性和可靠性方面都與傳統的網絡技術存在差役;
站控系統環節,尤其PLC和RTU,甚至包括智能儀表,其多使用嵌入式操作系統,業務相對單一,無法采用傳統的植入安全軟件的方式保護工業控制網絡;
城市燃氣的工控系統多為國外廠商所壟斷,所以安全措施由于協議約定的原因很難部署國外廠商非授權的安全產品;
多數城市燃氣公司在部署工控系統時采用的是“監而不控”的技術,工控系統只采集數據,不直接對管網進行控制,而是通過派發工單,由人工方式進行現場操作,而且網絡相對獨立,所以輕易不會感染病毒,同時哪怕系統遭受攻擊,很快可以使用手工方式來保障運行的安全。
城市燃氣公司普遍信息安全意識薄弱,對網絡安全的重要性認識不足也是原因之一。
隨著智慧城市的建設以及智能管網技術的興起,城市燃氣公司的發展逐漸開始由封閉走向開放,原有的“監而不控”即將成為歷史,但是處在開放的環境以及脆弱的防護體系下的工控系統,其工控網絡安全呈現新的態勢:
城市燃氣的工控安全技術必須要適應企業的工業網絡環境,包括能夠解析工業網絡協議,深度解析數據包和自我智能學習的能力;
城市燃氣的工控系統本身的安全成為未來的主流,既要加強安全自主可控,使用國產工控系統,又要加強自身的安全防護;智能管網最大的特點監控同時在網絡上實時快速的實現,而且另外一個特點與企業的信息網絡連接,這使得其暴露在威脅的可能性變大,城市燃氣公司的業主已經開始意識到必須強化其保護措施。
由于工控安全技術普遍比較復雜,所以對于工控安全產品的要求既要能夠保護工控系統的安全,也要簡單可操作,這對城市燃氣的工控安全產品提出了更好的要求。
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