1、項目背景介紹

目前國產(chǎn)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(jìn)口芯片，服務(wù)器和操作站的CPU芯片全部采用Intel、AMD等國外品牌產(chǎn)品。隨著(zhù)中美貿易戰的不斷升級，美國已將我國多個(gè)公司列入出口管制“實(shí)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(lǐng)域。在當前復雜的國際局勢下，關(guān)鍵核心技術(shù)必須自主可控，否則在關(guān)鍵時(shí)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(wǎng)華南公司聯(lián)合國內知名自控領(lǐng)域自主創(chuàng )新企業(yè)-杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司，聯(lián)手開(kāi)發(fā)國內首臺套自主芯片和操作系統100%國產(chǎn)化的成品油管道SCADA系統，目標是實(shí)現首套100%國產(chǎn)化的成品油管道SCADA系統在國家管網(wǎng)華南公司珠海站和中山站的生產(chǎn)投運，這對保障國家石化化工產(chǎn)業(yè)和能源安全具有重要的戰略意義

項目實(shí)施與應用情況詳細介紹（詳細介紹推薦項目的規劃、實(shí)施與應用的詳細情況，突出項目創(chuàng )新性、重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題及解決思路等。）

3、項目主要研究?jì)热莺蛣?chuàng )新點(diǎn)

（1）研發(fā)自主可控的嵌入式操作系統技術(shù)。微內核工業(yè)操作系統提升了國內行業(yè)發(fā)展中微內核操作系統建設的技術(shù)水平，開(kāi)發(fā)了適用于工業(yè)高可靠實(shí)時(shí)控制應用的微內核操作系統產(chǎn)品,可填補國內行業(yè)空白，達到國際主流同類(lèi)技術(shù)產(chǎn)品水平；

（2）內生安全可信技術(shù)研究?？刂破髟谠O計中融入了可信計算技術(shù)，區別于傳統工業(yè)控制系統被動(dòng)的信息安全防御機制，建立了基于內生安全的主動(dòng)免疫機制。具備全生命周期安全主動(dòng)免疫能力的安全可信控制系統；

（3）首創(chuàng )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(shù)，研發(fā)滿(mǎn)足成品油管道運行需要的操作系統；

（4）首創(chuàng )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(shù)，研發(fā)滿(mǎn)足成品油管道運行需要的操作系統；

（5）首創(chuàng )跨操作系統平臺的SCADA上位機軟件。實(shí)現SCADA軟件實(shí)現跨操作系統平臺的需求，兼容windows及Linux系統，可滿(mǎn)足場(chǎng)站靈活的升級改造需求，有利于長(cháng)期的系統升級維護；

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

（7）基于自主研發(fā)的工業(yè)光總線(xiàn)及智能IO技術(shù)的應用創(chuàng )新。本方案是首創(chuàng )的將多功能智能IO與無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò )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(jīng)開(kāi)始采用的遠程就地IO方式，具有國際領(lǐng)先水平；

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

4、項目實(shí)施情況說(shuō)明

國家管網(wǎng)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(chē)時(shí)間受制于整個(gè)華南公司輸油計劃安排，整個(gè)輸油站的項目施工、調試、與廣州調度中心遠程網(wǎng)絡(luò )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(shí)內完成，確保2天后輸油裝置按時(shí)投產(chǎn)，穩定運行，絕不能影響輸油任務(wù)執行。

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

應對方案2：項目施工計劃按小時(shí)開(kāi)展具體工作安排，落實(shí)到人，項目人員分批滾動(dòng)投入，確保48小時(shí)無(wú)縫對接，高效高質(zhì)量執行，確保進(jìn)度按計劃推進(jìn)，實(shí)現工期按期完成；

應對方案3：為確保首臺套100%國產(chǎn)化的系統順利投運，出現任何情況能在極短時(shí)間解決，安排系統研發(fā)人員到項目現場(chǎng)24小時(shí)跟進(jìn)，并協(xié)調開(kāi)發(fā)組的相關(guān)研發(fā)人員在研發(fā)基地待命，隨時(shí)遠程提供問(wèn)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(dòng)化應用協(xié)會(huì )在北京組織召開(kāi)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(huì )議。鑒定委員會(huì )在聽(tīng)取成果匯報、審查鑒定資料及質(zhì)詢(xún)討論后，一致認為，該項目成果整體技術(shù)達到國際先進(jìn)水平，其中工業(yè)控制系統全生命周期、雙體系并行的可信計算技術(shù)與基于并發(fā)主從輪詢(xún)機制的確定性實(shí)時(shí)通信協(xié)議技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。建議將該成果推廣至電力、煉油、化工等領(lǐng)域。

6、效益分析

（1）國產(chǎn)化帶來(lái)的經(jīng)濟效益

產(chǎn)品研發(fā)并應用后，可徹底擺脫對進(jìn)口芯片和操作系統的嚴重依賴(lài)，從系統全生命周期成本分析，相對原進(jìn)口產(chǎn)品，整體成本降低約30%以上。打破了長(cháng)期以來(lái)進(jìn)口DCS價(jià)格昂貴、售后服務(wù)質(zhì)量不高的局面。

（2）社會(huì )經(jīng)濟效益

實(shí)現了成品油管網(wǎng)管控系統和關(guān)鍵設備安全自主可控，有效化解“卡脖子”風(fēng)險，為國家能源供應安全作出重要貢獻；打造了一支產(chǎn)學(xué)研用深度融合的高素質(zhì)科技創(chuàng )新隊伍，形成了由應用企業(yè)牽頭、科研院所和制造企業(yè)協(xié)同的科研模式；有力促進(jìn)了我國成品油管網(wǎng)運行技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。  

國內長(cháng)輸油氣管道控制系統長(cháng)期采用國外SCADA系統，核心控制技術(shù)高度依賴(lài)國外，費用居高不下，備件供應不及時(shí)，嚴重影響生產(chǎn)的安全與穩定，迫切需要攻克核心技術(shù)，實(shí)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(chǎn)權的國產(chǎn)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(shù)可實(shí)現跨平臺運行，技術(shù)水平先進(jìn)，實(shí)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(lǐng)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(fā)揮重要作用。

項目成果和優(yōu)勢如下：

? 技術(shù)特點(diǎn)：從“控制芯片”至“工程物資”全面實(shí)現國產(chǎn)化

? 嵌入系統 ：主控自主操作系統引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展

? 核心芯片 ：“自主芯片+ 安全可信芯片”為國內首創(chuàng )

? 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(chuàng )

? 通訊協(xié)議：開(kāi)發(fā)自主安全通訊協(xié)議的應用創(chuàng )新

? 網(wǎng)絡(luò )安全：安全可信技術(shù)研究的成功應用

? 該項目已經(jīng)申請發(fā)明專(zhuān)利10項，登記軟件著(zhù)作權10項。