1. 城市燃气工控系统技术发展趋势分析
城市燃气随着业务的飞速发展,同时人力成本的上升,管网的不断变长以及复杂话,原有的燃气工控系统的“监而不控”方式已经无法适应,原有的手工的巡检和抄表方式已经开始制约燃气系统的业务发展,城市燃气的智能管网技术的发展成为未来发展的趋势,智能管网技术指利用传感、嵌入式处理、数字化通信和IT技术,将管网信息集成到管道公司的流程和系统,使管网可观测(能够监测所有主要设备的状态)、可控制(能够控制所有主要设备的状态)和智能化(可自适应并实现智能分析策略),从而打造更加安全、环保、节能、经济、供需平衡的管网系统城市燃气的工控系统技术发展已经呈现以下几种趋势:
1.1 城市燃气管网调控智能化
城市燃气管网调控智能化自动化随着城市燃气行业的发展不断提高。输气管网系统已由最初的独立干线向集群管网方向发展,其输送过程将越来越复杂。及时、全面、准确地掌握整个管网的动态情况将是保障安全平稳输送的重要手段和措施,这些都为管线运行的调控提出了更高的要求。一方面,智能化管道建设发展,对自动化程度提出了更高的要求,要求其控制系统在控制、安全等方面有更高的可靠性、开放性;另一方面,调度和控制向着智能化方向发展,这也是的无人化门站和所站的持续增多。
1.2 物联网技术广泛应用
智能管网技术离不开物联网技术,其中就包括网络无线射频识别(RFID)系统——把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。目前国内外企业就是使用RFID 技术已经应用在设备及备件采购、
仓库管理、设备维修等方面。而无线定位技术在现有 GIS 系统的深层利用下,在结合智能手机技术,开发便携式无线手持终端则应用在无线巡检、厂区定位等方面有更好的发展。另外可佩戴的气体传感器的应用,可以进一步提高城市燃气管道现场检修人员的生命安全保护能力以及应急抢救能。
将物联网技术应用于城市燃气管道设计、建设、运营、维护和管理的全过程,有利于促进管道的完整性管理和失效控制,提高管道运行的安全性和经济效益。物联网涉及的技术主要包括:无线、有线网络技术,传感器技术和智能终端技术。油气管道物联网建设的主要内容是通过传感器连接资产和设备,提高数字化程度;建立数据的整合体系,实现数据的综合分析与利用;基于业务需求开发智能化应用系统,实现对管道运营各个环节的优化管理。
1.3 智能仪表将广泛应用于智能管网中
作为智能管网的数据采集和业务执行的端点,智能仪表的采用是确定城市燃气是否真正智能的标识之一,智能仪表内置微处理器,具有一定的运算处理能力和精确的测量能力,一般具有以下特点:
精度高:智能仪表普遍采用嵌入式系统,具备一定的数据处理能力,数据测定精度高等特点。
功能强:能够依赖自身的微处理能力执行一定的业务功能,具有初步的自我诊断能力。
通信功能强:为了方便普及和节省人工,城市燃气的智能仪表普遍具有支持无限通信和有线通信技术,方便部署和数据采集以及执行命令。
较强的安全性:其仪器和芯片应该具有一定的防物理破坏和网络攻击的能力。
1.4 云计算将运用于城市燃气SCADA系统
在智能管网的计算平台中,云系统可以应用在IT基础设施、信息集成、分析应用等多个方面,降低信息化的成本,提高IT的灵活性和支撑能力。随着云计算技术的发展,IT资源的应用和共享方式发生了巨大的变化。企业私有云为智能管网数据集成与业务集成提供基础性服务,它用来解决目前国内企业信息化中普遍存在的数据孤岛和业务隔离现象。包括可以建立共享数据中心或者云服务平台。
2. 城市燃气工控网络安全趋势分析
城市燃气工控网络安全技术从最早利用信息化升级改造的过程中,尝试使用用于传统IT环境的信息安全技术来解决工控网络的安全问题,发现问题并没有得到很好的解决,其中最主要的原因就是传统的信息安全技术不适用于城市燃气的工业控制环境,这包括以下几点:
城市燃气工控网络使用不是传统的TCP/IP技术,而是工业以太网技术,在安全性和可靠性方面都与传统的网络技术存在差役;
站控系统环节,尤其PLC和RTU,甚至包括智能仪表,其多使用嵌入式操作系统,业务相对单一,无法采用传统的植入安全软件的方式保护工业控制网络;
城市燃气的工控系统多为国外厂商所垄断,所以安全措施由于协议约定的原因很难部署国外厂商非授权的安全产品;
多数城市燃气公司在部署工控系统时采用的是“监而不控”的技术,工控系统只采集数据,不直接对管网进行控制,而是通过派发工单,由人工方式进行现场操作,而且网络相对独立,所以轻易不会感染病毒,同时哪怕系统遭受攻击,很快可以使用手工方式来保障运行的安全。
城市燃气公司普遍信息安全意识薄弱,对网络安全的重要性认识不足也是原因之一。
随着智慧城市的建设以及智能管网技术的兴起,城市燃气公司的发展逐渐开始由封闭走向开放,原有的“监而不控”即将成为历史,但是处在开放的环境以及脆弱的防护体系下的工控系统,其工控网络安全呈现新的态势:
城市燃气的工控安全技术必须要适应企业的工业网络环境,包括能够解析工业网络协议,深度解析数据包和自我智能学习的能力;
城市燃气的工控系统本身的安全成为未来的主流,既要加强安全自主可控,使用国产工控系统,又要加强自身的安全防护;智能管网最大的特点监控同时在网络上实时快速的实现,而且另外一个特点与企业的信息网络连接,这使得其暴露在威胁的可能性变大,城市燃气公司的业主已经开始意识到必须强化其保护措施。
由于工控安全技术普遍比较复杂,所以对于工控安全产品的要求既要能够保护工控系统的安全,也要简单可操作,这对城市燃气的工控安全产品提出了更好的要求。
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