第1章 行業(yè)背景

　　石油企業(yè)是技術(shù)密集型、信息依賴型企業(yè)，石油行業(yè)的信息化一直伴隨著石油行業(yè)的發(fā)展，并發(fā)揮了巨大的作用。隨著“數(shù)字油田”、“數(shù)字石化”、“數(shù)字石油”等新的石油行業(yè)信息化理念被普遍接受，石油石化企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了離開信息系統(tǒng)就無法生存的地步。

　　隨著近十年對現(xiàn)場自動化建設(shè)的加大，現(xiàn)場自動化的程度是越來越高，為數(shù)字化油田打下了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。但數(shù)據(jù)僅僅停留在生產(chǎn)現(xiàn)場是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須將分散在各地的油田數(shù)據(jù)匯集起來，提供給專家層、領(lǐng)導(dǎo)層，才能挖掘信息的潛在價值，將現(xiàn)場生產(chǎn)信息轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力。因此，建設(shè)一個經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定、維護(hù)成本低的生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)就變得迫在眉睫，它是“數(shù)字化油田”的堅實基礎(chǔ)。

　　目前，數(shù)字化油田的發(fā)展面臨以下幾個方面的挑戰(zhàn)：

　　第一：設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜繁多。

　　標(biāo)準(zhǔn)是一個產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展的前提，各個行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜繁多。從通訊鏈路，涉及到RS-232/422/485、CAN、以太網(wǎng)、WIFI、Zigbee、GPRS/WCDMA/CDMA2000等；從工業(yè)設(shè)備協(xié)議來說，涉及到OPC、Modbus、IEC61850、IEC60870、DNP3、BACnet、PLC等。

　　第二：建設(shè)、維護(hù)成本太高。

　　數(shù)字化油田的目標(biāo)就是為了解放人力，降低運行維護(hù)成本，而如果一個系統(tǒng)建設(shè)的成本高，實施周期長，維護(hù)成本高，那將是和數(shù)字化油田的初衷相背而馳的。然而現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控類系統(tǒng)的建設(shè)卻是三高：設(shè)備數(shù)據(jù)的接入成本高，數(shù)據(jù)利用成本高，系統(tǒng)維護(hù)成本高。

　　第三：安全性差。

　　目前工業(yè)環(huán)境使用的傳輸協(xié)議多用在封閉，孤立的生產(chǎn)總線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，為了通訊的高效便捷，多采用明碼傳輸，沒有任何的加密保護(hù)。容易受到來自網(wǎng)絡(luò)的各種攻擊。而數(shù)字化油田必然需要生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備數(shù)據(jù)通過Internet傳遞到遠(yuǎn)端的另一個系統(tǒng)或環(huán)境中，因此，高效、安全的傳輸協(xié)議是實現(xiàn)數(shù)字化油田的一個必要條件。

　　第四：底層數(shù)據(jù)利用率低。

　　上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求導(dǎo)致底層數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，致使數(shù)據(jù)利用率偏低。

　　因此建設(shè)可以智能組網(wǎng)、分布計算、路由優(yōu)化、數(shù)據(jù)共享的工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將是推動工業(yè)智能的催化劑。同時也是數(shù)字化油田穩(wěn)定可靠的保障。

第2章 目前普遍采用的解決方案

　　將自控系統(tǒng)接入到SCADA系統(tǒng)當(dāng)中，屬于典型的兩化（信息化與自動化）融合項目。需要解決三個主要問題：

　　●自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集接口問題

　　由于自控系統(tǒng)相對比較封閉，接口方案各不相同。因此需要提供各系統(tǒng)的采集接口方案。

　　●自控系統(tǒng)安全問題

　　需要將控制系統(tǒng)與辦公管理網(wǎng)絡(luò)對接。由于管理網(wǎng)絡(luò)中可能存在影響控制網(wǎng)絡(luò)安全的因素，例如黑客或病毒等。這些不安全因素可能對控制系統(tǒng)帶來巨大的威脅，因此必須解決，確?？刂葡到y(tǒng)100%的安全。

　　●遠(yuǎn)程統(tǒng)一管理和維護(hù)的問題

　　由于項目現(xiàn)場涉及的控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)多、類型雜、分布廣等特點，維護(hù)管理的難度非常大。需要考慮好建成后，管理和維護(hù)的問題。必須確保項目建成后，可以遠(yuǎn)程實施統(tǒng)一管理和維護(hù)，以減少相關(guān)工作量，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定，故障在第一時間可以遠(yuǎn)程排查、直接解決。

　　目前的現(xiàn)場設(shè)備大多采用RS232/485等通訊接口，為了傳輸?shù)姆奖?，基本都采用了串口服?wù)器（串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)）這類設(shè)備，這類設(shè)備直接將現(xiàn)場設(shè)備的通訊端口暴露到了網(wǎng)絡(luò)上，Modbus傳輸協(xié)議因為是為封閉的工業(yè)總線而設(shè)計，都是明碼傳輸，沒有任何的加密保護(hù)，容易受到來自網(wǎng)絡(luò)的攻擊。應(yīng)用此種模式還會帶來以下幾點問題：

　　1） 串口服務(wù)器模式，串口服務(wù)器+臺式電腦+軟件。成本高，維護(hù)不便。SymLink工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)集成了上述功能的嵌入式設(shè)備，成本低、部署靈活、維護(hù)方便。

　　2） 數(shù)據(jù)采集設(shè)備多采用標(biāo)準(zhǔn)PC計算機(jī)，體積大，不易上機(jī)架，占用機(jī)房空間大。并且PC計算機(jī)能耗高，穩(wěn)定性較差，維護(hù)不便。

　　3） PC計算機(jī)大多采用Windows系統(tǒng)，容易受到操作系統(tǒng)漏洞，網(wǎng)絡(luò)病毒的攻擊，且對人為帶來的安全隱患難以防范，因此，總體安全性較差。

　　4） 如用于數(shù)據(jù)采集的PC計算機(jī)數(shù)量多，對這些計算機(jī)的集中維護(hù)管理，采集軟件的更新維護(hù)不便。缺乏一整套完善的中心管理方案。

　　5） 通過傳統(tǒng)的串口服務(wù)器，串口數(shù)據(jù)透明傳輸轉(zhuǎn)至以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)都交給分行PC機(jī)計算，再由PC機(jī)軟件向總行傳輸數(shù)據(jù)，這樣每一級的相互依賴性過強(qiáng)。

第3章 采用SymLink構(gòu)建的解決方案

　　工業(yè)現(xiàn)場的通信網(wǎng)絡(luò)依然由以太網(wǎng)交換機(jī)及路由器來搭建，以太網(wǎng)交換機(jī)及路由器只用于構(gòu)建通訊的網(wǎng)絡(luò)，不關(guān)注現(xiàn)場設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集與傳遞；SymLink工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)通過自身的各種通訊接口（RS232/RS485，CAN，以太網(wǎng)等）與各類現(xiàn)場設(shè)備直接連接，并通過現(xiàn)場設(shè)備的通訊協(xié)議采集需要的各類數(shù)據(jù)，同時將采集到各個設(shè)備的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議（如OPC，IEC101/102/103/104，BACnet，DNP3，Modbus等）為上層應(yīng)用系統(tǒng)提供，從生產(chǎn)現(xiàn)場到上層管理，為企業(yè)搭建了一套強(qiáng)壯、高速的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，幫助油田企業(yè)推進(jìn)“數(shù)字化油田”的建設(shè)提供了堅實的基礎(chǔ)。

第4章 方案優(yōu)勢

　　系統(tǒng)整體更加穩(wěn)定可靠

　　分布式的數(shù)據(jù)采集計算方式，避免了集中式采集計算的單點故障，完全將集中式采集計算的系統(tǒng)負(fù)荷分化到各個采集節(jié)點。同時各個分布式的數(shù)據(jù)采集計算節(jié)點提供計算腳本，斷線緩存，報警服務(wù)等功能，即可為上層系統(tǒng)分擔(dān)計算負(fù)荷，又可最大限度的保證了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。

　　標(biāo)準(zhǔn)化

　　對上層系統(tǒng)提供歸一化的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，讓上層應(yīng)用系統(tǒng)專注業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用，并提供各種實時/歷史數(shù)據(jù)庫及關(guān)系數(shù)據(jù)庫的無縫集成組件，一步到位。

　　兼容能力

　　廣泛的設(shè)備兼容能力，海量的通訊協(xié)議庫，提供工業(yè)現(xiàn)場各種主流設(shè)備的通訊協(xié)議驅(qū)動，如：OPC/Modbus/IEC61850/IEC60870/DNP3/BACnet/主流PLC/智能儀表等，并擁有一個10多人構(gòu)成的通訊協(xié)議開發(fā)團(tuán)隊，擁有多年的通訊協(xié)議驅(qū)動開發(fā)經(jīng)驗，可以快速地開發(fā)出各類新推出的設(shè)備的通訊協(xié)議驅(qū)動。

　　安全性

　　站級控制網(wǎng)絡(luò)選用SymLink工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)作為數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)，并且采用白名單機(jī)制，可對通信協(xié)議進(jìn)行過濾，使得符合用戶授權(quán)的控制系統(tǒng)實現(xiàn)安全的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。

　　數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層選用SymLink-GAP工業(yè)通信安全網(wǎng)關(guān)作為辦公網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的隔離裝置，其2+1的產(chǎn)品架構(gòu)可實現(xiàn)絕對的物理隔離，內(nèi)網(wǎng)側(cè)采集控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，通過加密單向傳輸給外網(wǎng)側(cè)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)推送至辦公管理網(wǎng)絡(luò)。

　　無論是站級控制網(wǎng)絡(luò)還是在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，SymLink網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品所具備的的通道隔離機(jī)制和物理隔離機(jī)制，均可為整套系統(tǒng)提供安全防護(hù)。

　　管理維護(hù)

　　深度挖掘用戶需求，集合多年的行業(yè)經(jīng)驗，提供符合人性的圖形化的管理維護(hù)工具，企業(yè)IT工程師不需要參閱大量的文檔資料以及培訓(xùn)，即可完全可視化的建立232/485/CAN總線設(shè)備的通訊以及以太網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，輕松調(diào)用設(shè)備庫和模板庫即可完成工程應(yīng)用。通過SymLink的網(wǎng)管系統(tǒng)（一套圖形化的設(shè)備集中管理維護(hù)平臺軟件），可將一個系統(tǒng)內(nèi)的所有SymLink設(shè)備進(jìn)行集中管理，配置，監(jiān)視，維護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)中SymLink的數(shù)量越多、地域分布廣時，管理的設(shè)備越多，分?jǐn)偨o每個設(shè)備的管理維護(hù)成本更低。