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研發(fā)團(tuán)隊(duì)一方面集思廣益，一方面下足“笨功夫”。設(shè)備的每一項(xiàng)控制流程都要反復(fù)研討、修改幾十遍。咸玉龍舉例說：“為了精準(zhǔn)控制管道內(nèi)的油氣流量，我們根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)再三校正系統(tǒng)的控制參數(shù)，最終形成控制標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

“油氣管網(wǎng)涉及設(shè)備眾多，不同設(shè)備之間交互控制邏輯復(fù)雜。只有研制出面向生產(chǎn)的數(shù)據(jù)管理與設(shè)備操控技術(shù)，系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的遠(yuǎn)程控制?！秉S河說。

“這一點(diǎn)連國外SCADA系統(tǒng)也難以做到?！毖邪l(fā)骨干黃河介紹，比如，某個(gè)控制程序出現(xiàn)故障后，國外系統(tǒng)需將主機(jī)上運(yùn)行的所有程序都切換到備機(jī)上。這一過程雖僅有幾秒，但容易造成整個(gè)系統(tǒng)短時(shí)失效。

系統(tǒng)可靠性是首當(dāng)其沖的難點(diǎn)。油氣調(diào)控中心自動(dòng)化與通信部經(jīng)理李亞鋒向記者解釋：“油氣管網(wǎng)需要7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行，對(duì)SCADA系統(tǒng)可靠性要求極高。只有‘極致靠譜’，才能滿足實(shí)際應(yīng)用需求?！?/p>

凯发k8国际手机app下载入冬前，與管網(wǎng)聯(lián)通的18座儲(chǔ)氣庫實(shí)現(xiàn)注氣153億立方米，完成率達(dá)107%；采暖季，累計(jì)輸氣量突破1100億立方米，同比增長(zhǎng)8%以上；寒潮期，日最高輸氣量10.2億立方米，較歷史極值高17%……

經(jīng)過多年努力，國家管網(wǎng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后破解程序熱備熱啟、數(shù)據(jù)采集擴(kuò)容、設(shè)備遠(yuǎn)程操控等核心技術(shù)，成功研制出軟硬件完全國產(chǎn)化的油氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)。

“截至2023年底，油氣管網(wǎng)國產(chǎn)SCADA系統(tǒng)已在國家管網(wǎng)28套中控級(jí)系統(tǒng)、354套站控級(jí)系統(tǒng)成功應(yīng)用?！秉S河說，目前，國產(chǎn)SCADA系統(tǒng)正在一邊推廣應(yīng)用，一邊優(yōu)化升級(jí)。升級(jí)后的PCS 2.0系統(tǒng)將更加安全、可靠、智能。

系統(tǒng)擴(kuò)容后，油氣管網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)采集與更新不再是問題。但這些數(shù)據(jù)按照什么邏輯去組織，系統(tǒng)又如何根據(jù)這些數(shù)據(jù)去下達(dá)控制指令？

2018年，油氣管網(wǎng)國產(chǎn)“神經(jīng)中樞”研制成功，并被命名為PCS 1.0系統(tǒng)。2019年，中俄東線天然氣管道北段(黑河—長(zhǎng)嶺)作為示范工程，首次實(shí)現(xiàn)油氣管道全線采用國產(chǎn)SCADA系統(tǒng)……

“一旦主機(jī)上某個(gè)程序出現(xiàn)故障，系統(tǒng)只需要把該程序切換到備機(jī)上運(yùn)行，而不是將整個(gè)系統(tǒng)都切換過去?！秉S河說，“這樣既能有效降低主機(jī)宕機(jī)概率，又能顯著減少系統(tǒng)失效幾率?！?/p>

“數(shù)據(jù)采集點(diǎn)越多、更新越及時(shí)，系統(tǒng)才能越了解管網(wǎng)實(shí)時(shí)狀況?！逼顕烧f，以前油氣站場(chǎng)使用國外SCADA系統(tǒng)時(shí)，有一個(gè)令人頭疼的問題——外方從技術(shù)上對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容量進(jìn)行了限制，每擴(kuò)容一批采集點(diǎn)，只能由外方提供服務(wù)，且需要支付高額費(fèi)用。

隨著時(shí)間的推移，研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建出面向油氣管網(wǎng)設(shè)備的模型和圖形描述方法，先后定義了15類油氣管網(wǎng)工藝設(shè)備控制標(biāo)準(zhǔn)，并研發(fā)出油氣管網(wǎng)設(shè)備控制面板模塊化技術(shù)。

“管網(wǎng)人一直有個(gè)夢(mèng)想——打造自己的‘神經(jīng)中樞’！”祁國成說，早在10年前，油氣調(diào)控中心就啟動(dòng)了國產(chǎn)SCADA系統(tǒng)的研發(fā)工作。

此時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已從“吵架”中摸索出一套更有效的“頭腦風(fēng)暴”機(jī)制——以推動(dòng)研發(fā)方案落地為導(dǎo)向，不同任務(wù)環(huán)節(jié)的研發(fā)人員從各自角度出發(fā)，互相提意見、挑毛病，從而啟發(fā)和拓寬研發(fā)思路。

“在主機(jī)和備機(jī)‘1+1’分布式冗余架構(gòu)的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步提出‘1+N’分布式冗余架構(gòu)。”李亞鋒介紹，“原先的運(yùn)行負(fù)荷都在主機(jī)上，現(xiàn)在可以把運(yùn)行負(fù)荷自動(dòng)分配給N臺(tái)備機(jī)，備機(jī)之間又互為備機(jī)?！?/p>

管網(wǎng)里程數(shù)持續(xù)增加、管網(wǎng)設(shè)備量不斷增多，而國外系統(tǒng)只授權(quán)十幾萬個(gè)采集點(diǎn)數(shù)，二者之間的矛盾越來越凸顯。祁國成說：“我們下定決心要在自研系統(tǒng)內(nèi)解決這一難題?！?/p>

“保障人民群眾溫暖過冬，靠的是發(fā)揮‘全國一張網(wǎng)’統(tǒng)一調(diào)控運(yùn)行優(yōu)勢(shì)。這背后，我們自主研發(fā)的油氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))起到重要支撐作用?！苯?，國家管網(wǎng)生產(chǎn)部副總經(jīng)理、油氣調(diào)控中心主任祁國成告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

“我們嘗試采用共享內(nèi)存技術(shù)，它可以把系統(tǒng)磁盤上部分存儲(chǔ)空間映射為共享內(nèi)存?！崩顏嗕h說，這相當(dāng)于為系統(tǒng)新增了大量虛擬內(nèi)存，使其能夠快速讀寫數(shù)據(jù)。

“這就好比把‘綠皮火車’升級(jí)為‘高鐵’，使數(shù)據(jù)流在系統(tǒng)間的交互速度大大提升，實(shí)現(xiàn)了每秒24萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新?！毖邪l(fā)人員咸玉龍打比方說。

與此同時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)建了高性能服務(wù)總線，將數(shù)據(jù)訪問方式由原先基于服務(wù)器—客戶機(jī)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)訪問，改為基于高性能服務(wù)總線的內(nèi)存讀取。

有了控制標(biāo)準(zhǔn)與控制面板后，調(diào)控中心的調(diào)度人員只需要在系統(tǒng)界面上進(jìn)行操作，就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)在千里之外的油氣管網(wǎng)設(shè)備“無人操控”。

如果將我國超10萬公里的油氣管道干線比作“能源動(dòng)脈”，那么SCADA系統(tǒng)就是控制“動(dòng)脈”的“神經(jīng)中樞”。曾幾何時(shí)，這一系統(tǒng)被國外壟斷，能源保供與安全存在受制于人的風(fēng)險(xiǎn)。

通過這些技術(shù)的應(yīng)用，國產(chǎn)SCADA系統(tǒng)擁有了超百萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的高效處理能力，數(shù)據(jù)量是原先采用國外SCADA系統(tǒng)時(shí)的十幾倍。

“這一過程工作量很大，僅各種設(shè)計(jì)文檔，打印出來就有一二百本?！秉S河說，“項(xiàng)目評(píng)審時(shí)，厚厚的文檔擺在桌子上，把專家的視線都擋住了?！?/p>