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1、項目背景介紹

目前國產SCADA系統仍然基于Windows操作系統運行，PLC核心CPU芯片全部采用進口芯片，服務器和操作站的CPU芯片全部采用Intel、AMD等國外品牌產品。隨著中美貿易戰的不斷升級，美國已將我國多個公司列入出口管制“實體名單”，涉及能源安全（石油化工）、基礎設施安全（電力）、交通安全（高鐵）等領域。在當前復雜的國際局勢下，關鍵核心技術必須自主可控，否則在關鍵時期，一旦被“卡脖子”，對國家的能源安全將構成重大安全隱患

2、項目目標與原則

國家管網華南公司聯合國內知名自控領域自主創新企業-杭州和利時自動化有限公司，聯手開發國內首臺套自主芯片和操作系統100%國產化的成品油管道SCADA系統，目標是實現首套100%國產化的成品油管道SCADA系統在國家管網華南公司珠海站和中山站的生產投運，這對保障國家石化化工產業和能源安全具有重要的戰略意義

項目實施與應用情況詳細介紹（詳細介紹推薦項目的規劃、實施與應用的詳細情況，突出項目創新性、重點與難點問題及解決思路等。）

3、項目主要研究內容和創新點

（1）研發自主可控的嵌入式操作系統技術。微內核工業操作系統提升了國內行業發展中微內核操作系統建設的技術水平，開發了適用于工業高可靠實時控制應用的微內核操作系統產品,可填補國內行業空白，達到國際主流同類技術產品水平；

（2）內生安全可信技術研究。控制器在設計中融入了可信計算技術，區別于傳統工業控制系統被動的信息安全防御機制，建立了基于內生安全的主動免疫機制。具備全生命周期安全主動免疫能力的安全可信控制系統；

（3）首創基于自主操作系統的成品油管道操作系統。由于成品油管道SCADA系統高可靠性及安全性的要求，本項目基于麒麟操作系統，結合高可靠性及安全性技術，研發滿足成品油管道運行需要的操作系統；

（4）首創基于自主操作系統的成品油管道操作系統。由于成品油管道SCADA系統高可靠性及安全性的要求，本項目基于麒麟操作系統，結合高可靠性及安全性技術，研發滿足成品油管道運行需要的操作系統；

（5）首創跨操作系統平臺的SCADA上位機軟件。實現SCADA軟件實現跨操作系統平臺的需求，兼容windows及Linux系統，可滿足場站靈活的升級改造需求，有利于長期的系統升級維護；

（6）基于開發自主安全的通訊協議的應用創新。采用國家標準GBT20540-2006_PROFIBUS規范(IEC_61158_TYPE3) 作為底層基礎通訊協議，增加了通用的通訊協議，與其它系統相通訊；協議是連接系統硬件與軟件的最基本要求，協議安全，系統才會安全；

（7）基于自主研發的工業光總線及智能IO技術的應用創新。本方案是首創的將多功能智能IO與無源光纖網絡集成，極大的提升了工控系統設計及施工效率，超越了國際上已經開始采用的遠程就地IO方式，具有國際領先水平；

（8）系統軟件管控一體化、OT/IT深度融合。整個系統按照管控一體化思路設計，是承載了DCS、SIS/CCS、PLC、SCADA、工業軟件等系統功能的一體化軟件平臺

4、項目實施情況說明

國家管網華南公司承擔珠三角地區成品油的管道輸送，中山站和珠海站停車時間受制于整個華南公司輸油計劃安排，整個輸油站的項目施工、調試、與廣州調度中心遠程網絡通信和遠程控制的搭建，測試工作等所有工作必須需要48小時內完成，確保2天后輸油裝置按時投產，穩定運行，絕不能影響輸油任務執行。

應對方案1：項目組為此開展風險策劃，預判項目執行風險項，針對每項落實應對預案，合理調配人力資源，在FAT測試期間搭建場景反復測試軟硬件功能，做到項目執行風險完全可控；

應對方案2：項目施工計劃按小時開展具體工作安排，落實到人，項目人員分批滾動投入，確保48小時無縫對接，高效高質量執行，確保進度按計劃推進，實現工期按期完成；

應對方案3：為確保首臺套100%國產化的系統順利投運，出現任何情況能在極短時間解決，安排系統研發人員到項目現場24小時跟進，并協調開發組的相關研發人員在研發基地待命，隨時遠程提供問題的解決方案。

5、項目成果鑒定情況

2022年10月15日，中國石油和化工自動化應用協會在北京組織召開了《基于自主芯片和操作系統的SCADA系統研制與成品油管道應用》科技成果鑒定會議。鑒定委員會在聽取成果匯報、審查鑒定資料及質詢討論后，一致認為，該項目成果整體技術達到國際先進水平，其中工業控制系統全生命周期、雙體系并行的可信計算技術與基于并發主從輪詢機制的確定性實時通信協議技術處于國際領先水平。建議將該成果推廣至電力、煉油、化工等領域。

6、效益分析

（1）國產化帶來的經濟效益

產品研發并應用后，可徹底擺脫對進口芯片和操作系統的嚴重依賴，從系統全生命周期成本分析，相對原進口產品，整體成本降低約30%以上。打破了長期以來進口DCS價格昂貴、售后服務質量不高的局面。

（2）社會經濟效益

實現了成品油管網管控系統和關鍵設備安全自主可控，有效化解“卡脖子”風險，為國家能源供應安全作出重要貢獻；打造了一支產學研用深度融合的高素質科技創新隊伍，形成了由應用企業牽頭、科研院所和制造企業協同的科研模式；有力促進了我國成品油管網運行技術及相關產業的高質量發展。  

國內長輸油氣管道控制系統長期采用國外SCADA系統，核心控制技術高度依賴國外，費用居高不下，備件供應不及時，嚴重影響生產的安全與穩定，迫切需要攻克核心技術，實現自主可控、安全可信。本項目是基于自主芯片和操作系統的成品油管道SCADA系統，是100%自主知識產權的國產化控制系統，具有可信計算與內生信息安全的防護功能，微內核技術可實現跨平臺運行，技術水平先進，實現了SCADA系統完全自主可控、安全可信，降低工程成本，已形成油氣管道領域新的核心競爭力，將極大提升油氣管道的基礎設施安全水平，為保障國家油氣能源安全的發揮重要作用。

項目成果和優勢如下：

? 技術特點：從“控制芯片”至“工程物資”全面實現國產化

? 嵌入系統 ：主控自主操作系統引領行業技術發展

? 核心芯片 ：“自主芯片+ 安全可信芯片”為國內首創

? 操作系統 ：基于銀河麒麟操作系統平臺為成品油管道控制在國內首創

? 通訊協議：開發自主安全通訊協議的應用創新

? 網絡安全：安全可信技術研究的成功應用

? 該項目已經申請發明專利10項，登記軟件著作權10項。