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1、項(xiàng)目背景介紹

目前國產(chǎn)SCADA系統(tǒng)仍然基于Windows操作系統(tǒng)運(yùn)行，PLC核心CPU芯片全部采用進(jìn)口芯片，服務(wù)器和操作站的CPU芯片全部采用Intel、AMD等國外品牌產(chǎn)品。隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)的不斷升級(jí)，美國已將我國多個(gè)公司列入出口管制“實(shí)體名單”，涉及能源安全（石油化工）、基礎(chǔ)設(shè)施安全（電力）、交通安全（高鐵）等領(lǐng)域。在當(dāng)前復(fù)雜的國際局勢下，關(guān)鍵核心技術(shù)必須自主可控，否則在關(guān)鍵時(shí)期，一旦被“卡脖子”，對國家的能源安全將構(gòu)成重大安全隱患

2、項(xiàng)目目標(biāo)與原則

國家管網(wǎng)華南公司聯(lián)合國內(nèi)知名自控領(lǐng)域自主創(chuàng)新企業(yè)-杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，聯(lián)手開發(fā)國內(nèi)首臺(tái)套自主芯片和操作系統(tǒng)100%國產(chǎn)化的成品油管道SCADA系統(tǒng)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)首套100%國產(chǎn)化的成品油管道SCADA系統(tǒng)在國家管網(wǎng)華南公司珠海站和中山站的生產(chǎn)投運(yùn)，這對保障國家石化化工產(chǎn)業(yè)和能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義

項(xiàng)目實(shí)施與應(yīng)用情況詳細(xì)介紹（詳細(xì)介紹推薦項(xiàng)目的規(guī)劃、實(shí)施與應(yīng)用的詳細(xì)情況，突出項(xiàng)目創(chuàng)新性、重點(diǎn)與難點(diǎn)問題及解決思路等。）

3、項(xiàng)目主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)

（1）研發(fā)自主可控的嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)。微內(nèi)核工業(yè)操作系統(tǒng)提升了國內(nèi)行業(yè)發(fā)展中微內(nèi)核操作系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)水平，開發(fā)了適用于工業(yè)高可靠實(shí)時(shí)控制應(yīng)用的微內(nèi)核操作系統(tǒng)產(chǎn)品,可填補(bǔ)國內(nèi)行業(yè)空白，達(dá)到國際主流同類技術(shù)產(chǎn)品水平；

（2）內(nèi)生安全可信技術(shù)研究。控制器在設(shè)計(jì)中融入了可信計(jì)算技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)被動(dòng)的信息安全防御機(jī)制，建立了基于內(nèi)生安全的主動(dòng)免疫機(jī)制。具備全生命周期安全主動(dòng)免疫能力的安全可信控制系統(tǒng)；

（3）首創(chuàng)基于自主操作系統(tǒng)的成品油管道操作系統(tǒng)。由于成品油管道SCADA系統(tǒng)高可靠性及安全性的要求，本項(xiàng)目基于麒麟操作系統(tǒng)，結(jié)合高可靠性及安全性技術(shù)，研發(fā)滿足成品油管道運(yùn)行需要的操作系統(tǒng)；

（4）首創(chuàng)基于自主操作系統(tǒng)的成品油管道操作系統(tǒng)。由于成品油管道SCADA系統(tǒng)高可靠性及安全性的要求，本項(xiàng)目基于麒麟操作系統(tǒng)，結(jié)合高可靠性及安全性技術(shù)，研發(fā)滿足成品油管道運(yùn)行需要的操作系統(tǒng)；

（5）首創(chuàng)跨操作系統(tǒng)平臺(tái)的SCADA上位機(jī)軟件。實(shí)現(xiàn)SCADA軟件實(shí)現(xiàn)跨操作系統(tǒng)平臺(tái)的需求，兼容windows及Linux系統(tǒng)，可滿足場站靈活的升級(jí)改造需求，有利于長期的系統(tǒng)升級(jí)維護(hù)；

（6）基于開發(fā)自主安全的通訊協(xié)議的應(yīng)用創(chuàng)新。采用國家標(biāo)準(zhǔn)GBT20540-2006_PROFIBUS規(guī)范(IEC_61158_TYPE3) 作為底層基礎(chǔ)通訊協(xié)議，增加了通用的通訊協(xié)議，與其它系統(tǒng)相通訊；協(xié)議是連接系統(tǒng)硬件與軟件的最基本要求，協(xié)議安全，系統(tǒng)才會(huì)安全；

（7）基于自主研發(fā)的工業(yè)光總線及智能IO技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新。本方案是首創(chuàng)的將多功能智能IO與無源光纖網(wǎng)絡(luò)集成，極大的提升了工控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工效率，超越了國際上已經(jīng)開始采用的遠(yuǎn)程就地IO方式，具有國際領(lǐng)先水平；

（8）系統(tǒng)軟件管控一體化、OT/IT深度融合。整個(gè)系統(tǒng)按照管控一體化思路設(shè)計(jì)，是承載了DCS、SIS/CCS、PLC、SCADA、工業(yè)軟件等系統(tǒng)功能的一體化軟件平臺(tái)

4、項(xiàng)目實(shí)施情況說明

國家管網(wǎng)華南公司承擔(dān)珠三角地區(qū)成品油的管道輸送，中山站和珠海站停車時(shí)間受制于整個(gè)華南公司輸油計(jì)劃安排，整個(gè)輸油站的項(xiàng)目施工、調(diào)試、與廣州調(diào)度中心遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程控制的搭建，測試工作等所有工作必須需要48小時(shí)內(nèi)完成，確保2天后輸油裝置按時(shí)投產(chǎn)，穩(wěn)定運(yùn)行，絕不能影響輸油任務(wù)執(zhí)行。

應(yīng)對方案1：項(xiàng)目組為此開展風(fēng)險(xiǎn)策劃，預(yù)判項(xiàng)目執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，針對每項(xiàng)落實(shí)應(yīng)對預(yù)案，合理調(diào)配人力資源，在FAT測試期間搭建場景反復(fù)測試軟硬件功能，做到項(xiàng)目執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)完全可控；

應(yīng)對方案2：項(xiàng)目施工計(jì)劃按小時(shí)開展具體工作安排，落實(shí)到人，項(xiàng)目人員分批滾動(dòng)投入，確保48小時(shí)無縫對接，高效高質(zhì)量執(zhí)行，確保進(jìn)度按計(jì)劃推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)工期按期完成；

應(yīng)對方案3：為確保首臺(tái)套100%國產(chǎn)化的系統(tǒng)順利投運(yùn)，出現(xiàn)任何情況能在極短時(shí)間解決，安排系統(tǒng)研發(fā)人員到項(xiàng)目現(xiàn)場24小時(shí)跟進(jìn)，并協(xié)調(diào)開發(fā)組的相關(guān)研發(fā)人員在研發(fā)基地待命，隨時(shí)遠(yuǎn)程提供問題的解決方案。

5、項(xiàng)目成果鑒定情況

2022年10月15日，中國石油和化工自動(dòng)化應(yīng)用協(xié)會(huì)在北京組織召開了《基于自主芯片和操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)研制與成品油管道應(yīng)用》科技成果鑒定會(huì)議。鑒定委員會(huì)在聽取成果匯報(bào)、審查鑒定資料及質(zhì)詢討論后，一致認(rèn)為，該項(xiàng)目成果整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中工業(yè)控制系統(tǒng)全生命周期、雙體系并行的可信計(jì)算技術(shù)與基于并發(fā)主從輪詢機(jī)制的確定性實(shí)時(shí)通信協(xié)議技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。建議將該成果推廣至電力、煉油、化工等領(lǐng)域。

6、效益分析

（1）國產(chǎn)化帶來的經(jīng)濟(jì)效益

產(chǎn)品研發(fā)并應(yīng)用后，可徹底擺脫對進(jìn)口芯片和操作系統(tǒng)的嚴(yán)重依賴，從系統(tǒng)全生命周期成本分析，相對原進(jìn)口產(chǎn)品，整體成本降低約30%以上。打破了長期以來進(jìn)口DCS價(jià)格昂貴、售后服務(wù)質(zhì)量不高的局面。

（2）社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)現(xiàn)了成品油管網(wǎng)管控系統(tǒng)和關(guān)鍵設(shè)備安全自主可控，有效化解“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)，為國家能源供應(yīng)安全作出重要貢獻(xiàn)；打造了一支產(chǎn)學(xué)研用深度融合的高素質(zhì)科技創(chuàng)新隊(duì)伍，形成了由應(yīng)用企業(yè)牽頭、科研院所和制造企業(yè)協(xié)同的科研模式；有力促進(jìn)了我國成品油管網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。  

國內(nèi)長輸油氣管道控制系統(tǒng)長期采用國外SCADA系統(tǒng)，核心控制技術(shù)高度依賴國外，費(fèi)用居高不下，備件供應(yīng)不及時(shí)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定，迫切需要攻克核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主可控、安全可信。本項(xiàng)目是基于自主芯片和操作系統(tǒng)的成品油管道SCADA系統(tǒng)，是100%自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)化控制系統(tǒng)，具有可信計(jì)算與內(nèi)生信息安全的防護(hù)功能，微內(nèi)核技術(shù)可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行，技術(shù)水平先進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了SCADA系統(tǒng)完全自主可控、安全可信，降低工程成本，已形成油氣管道領(lǐng)域新的核心競爭力，將極大提升油氣管道的基礎(chǔ)設(shè)施安全水平，為保障國家油氣能源安全的發(fā)揮重要作用。

項(xiàng)目成果和優(yōu)勢如下：

? 技術(shù)特點(diǎn)：從“控制芯片”至“工程物資”全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化

? 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

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

? 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)

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

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

? 該項(xiàng)目已經(jīng)申請發(fā)明專利10項(xiàng)，登記軟件著作權(quán)10項(xiàng)。