科技日報記者 劉園園
進冬前，與管網聯通的18座儲氣庫完成注氣153億立方米，完成率達107%；采包養網熱季，累計輸氣量衝破1100億立方米，同比增加8%以上；冷潮期，日最高輸氣量10.2億立方米，較汗青極值高17%……
3月底，國度石油自然氣管網團體無限公司（以下簡稱“國度管網”）美滿完成往冬今春4個多月的自然氣保供任務。
“保證國民群眾暖和過冬，靠的是施展‘全國一張網’同一調控運轉上風。這背后，我們自立研發的油氣管網數據采集與監控體系（SCADA體系）起到主要支持感化。”近日，國度管網生孩子部副總司理、油氣調控中間主任祁國成告知科技日報記者。
顛末多年盡力，國度管網研發團隊先后破解法式熱備熱啟、數據采集擴容、裝備長途操控等焦點技巧，勝利研制出軟硬件完整國產化的油氣管網SCADA體系。
應用油氣管網國產SCADA體系，遠在千里之外的油氣管網裝備完成“無人操控”。圖片起源：國度石油自然氣管網團體無限公司
沖擊“極致靠譜”
假如將我國超10萬公里的油氣管道干線比作“動力動脈”，那么SCADA體系就是把持“動脈”的“神經中樞”。曾幾何時，這一體系被國外壟斷，動力保供與平安存在受制于人的風險。
“管網人一向有個幻想——打造本身的‘神經中樞’！”祁國包養成說，早在10年前，油氣調控中間就啟動了國產SCADA體系的研發任務。
那時，國際油氣行業在焦點產業把持體系範疇根柢很薄，研倡議步階段面對諸多艱苦。
體系靠得住性是首當其沖的難點。油氣調控包養中間主動化與通訊部司理李亞鋒向記者說明：“油氣管網需求7×24小時不中斷運轉，對SCADA體系靠得住性請求—極高。只要‘“媽媽，我女兒長大了，不會再像以前那樣囂張無知了。”極致靠譜’，才幹知足現實利用需求。”
“這一點連國外SCADA體系也難以做到包養。”研發骨干黃河先容，好比，某個把持法式呈現毛病后，國外體系需將主機上運轉的一切法式都切換到備機上。這一經過歷程雖僅有幾秒，但不難形成全部體系短時掉效。
國產SCADA體系若何躲避這一題目？
“我們簡直天天都在爭辯。”黃河告知記者，在會商研發計劃時，大師常常爭得面紅耳赤。
經過的事況有數次“打罵”，思緒逐步清楚起來。“能不克不及做到單個法式熱備熱啟，盡能夠下降包養網掉效時長？”團隊研討重點越來越聚焦。
“一旦主機上某個法式呈現毛病，體系只需求把該法式切換到備機上運轉，而不是將全部體系都切換曩昔。”黃河說，“如許既能有用下降主機宕機概率，又能明顯削減體系掉效幾率。”
終極，研發團隊在國際油氣範疇，開創了基于利用的分布式冗余體系架構。
應用這種架構后，法式可完成在主備機之間及時切換、熱啟動，體系靠得住性獲得有用保證。
“在主機和備機‘1+1’分布式冗余架構的基本上，團隊又進一個步驟提出‘1+N’分布式冗余架構。”李亞鋒先容，“本來的運轉負荷都在主機上，此刻可以把運轉負荷主動分派給N臺備機，備機之間又互為備機。”
顛末不竭更換新的資料迭代，現在，國產SCADA體系現實可用率已高達99.96%。
完成“百萬擴容”
破解體系靠得住性困難只是邁過了第一關。團隊頓時碰到另一浩劫關——若包養網何完成數據多點采集與及時更換新的資料。
“數據采集點越多、更換新的資料越實時，體系才幹越清楚管網及時狀態。”祁國成說，以前油氣站場應用國外SCADA體系時，有一個令人頭疼的題目——外方從技巧上對體系的數據容量停止了限制，每擴容一批采集點，只能由外方供給辦事，且需求付出高額所需支出。包養網
“每采集一處數據，就算一包養個數據點。” 李亞鋒回想道，“由於所需支出昂揚，我們都不敢等閒增添數據采集點。”
管網里程數連續增添、管網裝備量不竭增多，而國外體系只受權十幾萬個采集點數，二者之間的牴觸越來越凸顯。祁國成說：“我們下定決計要在自研體系內處理這一困難。”
“擴容的要害是將采集數據及時傳回體系，尤其是采集點多少數字過百萬后，必需處理體系讀取的堵點。”李亞鋒先容。包養
此時，研發團隊已從“打罵”中探索出一套更有包養網用的“腦筋風暴”機制——以推進研發計劃落地為導向，分歧義務環節的研發職員從各自角度動身，相互提看法、挑弊病，從而啟示和拓寬研發思緒。
經由過程“腦筋風暴”，研發團隊碰包養網撞出為國產SCADA體系擴容包養網的詳細計劃。
“我們測驗考試采用共享內存技巧，它可以把體系磁盤上部門存“兒子，你就是在自討苦吃，藍爺不管為什麼把你唯一的女兒嫁給你，包養問問你自己，藍家有什麼可覬覦的？沒錢沒權沒名利沒儲空間映射為共享內存。”李包養網亞鋒說，這相當于為體系新增了大批虛擬內存，使其可以或許疾速讀寫數據。
與此同時，研發團隊還創立了高機能包養網辦事總線，將數據拜訪方法由本來基于辦事器—客戶機架構的收集拜訪，改為基于高機能辦事總線的內存讀取。
“這就比如把‘綠皮火車’進級為‘高鐵’，使數據流在體系間的交互速率年夜年夜晉陞，完成了每秒24萬個數據點及時數據更換新的資料。”研發職員咸玉龍打比喻說。
經由過程這些技巧的利用，國產SCADA體系擁有了超百萬個數據點的高效處置才能，數據量是本來采用國外SCADA體系時的十幾倍。
包養網完成“無人操控”
體系擴容后，油氣管網的海量數據采集與更換新的資料不再是題目。但這些數據依照什么邏輯往組織，體系又若何依據這些數據往下達把持指令？
要想讓國產SCADA體系真正運轉起來，這是必需跨越的第三道難關。包養網
“油氣管網觸及裝備浩繁，分歧裝備之間交互把持邏輯復雜。只要研制出頭具名向生孩子的數據治理與裝備操控技巧，體系才幹完成對各類裝備的長途把持。包養”黃河說。
此前，國際油氣範疇在這方面的經歷基礎為零。
研發團隊一方面群策群力，包養網一方面下足“笨工夫”。裝備的每一項把持流程都要反復研究、修正幾十遍。咸包養玉龍舉例說：“為了精準把包養網持管道內的油氣流量，我們依據監測數據再三校訂體系的把持參數，終極構成把持尺度。”
跟著時光的推移，研發團隊創立出頭具名向油氣管網裝備的模子和圖形描寫方式，先后界說了15類油氣管網工藝裝備把持尺度，并研收回油氣管網裝備把持面板模塊化技巧。
“這一經過歷程任務量很年夜，僅各類design文檔，包養打印出來就有一二百本。”黃河說，“項目評審時，厚厚的文檔擺在桌子上，把專家的視野都蓋住了。”
有了把持尺度與把持面板后，調控中間的調劑職員只需求在體系界面長進行操縱，就能完成遠在千里之外的油氣管包養網網裝備“無人操控”。
2018年，油氣管網國產“神經中樞”研制勝利，并被定名為PCS 1.0體系。2019年，中俄東線自然氣管道北段（黑河—長嶺）作為示范工程，初次完成油氣管道全線采包養用國產SCADA體系……
“截至202包養3年末，油氣管網國產SC包養網A包養網DA體系已在國度管網28套中控級體系、354套站控級體系勝利利用。”黃河說，今朝，國產SCADA體系正在一邊推行利用，一邊優化進級。進級后的PCS 2.0體系將加倍平安、靠得住、智能。
“2月29日，習近平總書記在中共中心政治局第十二次所有人全體進修時誇大，動力平安事關經濟社會成長包養網全局。”祁國成驕傲地說，“油氣管網國產SCADA體系徹底打破了該範疇焦點產業把持體系受制于人的局勢。將來，我們將強化要害焦點技巧攻關，連續夯實國度動力平安底座！”
