靳海鵬,田世澄,周 勇

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué),北京 100083;2.中國(guó)石油海外勘探開(kāi)發(fā)公司,北京 100034; 3.中國(guó)石油北京油氣調(diào)控中心,北京 100007)

信息技術(shù)及應(yīng)用

嵌入式中間數(shù)據(jù)庫(kù)在SCADA系統(tǒng)中的應(yīng)用

靳海鵬1,2,田世澄1,周 勇3

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué),北京 100083;2.中國(guó)石油海外勘探開(kāi)發(fā)公司,北京 100034; 3.中國(guó)石油北京油氣調(diào)控中心,北京 100007)

采用基于中間件的技術(shù),在SCADA系統(tǒng)分布式異構(gòu)異種環(huán)境下,對(duì)異構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采用統(tǒng)一的、開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送,搭建油氣管道統(tǒng)一中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),供不同應(yīng)用程序和系統(tǒng)等共享在線生產(chǎn)數(shù)據(jù),提高了數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的效率。同時(shí)該系統(tǒng)采取相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)安全措施,實(shí)現(xiàn)了其他業(yè)務(wù)與管道實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的有效隔離,確保油氣管道SCADA系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。通過(guò)對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在油氣管道信息化中的應(yīng)用,解決了SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題,極大地提升了油氣管道生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)各方面信息的綜合水平,在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中取得很好效果。

嵌入式;中間數(shù)據(jù)庫(kù);SCADA系統(tǒng)

0 引 言

近十幾年來(lái),隨著SCADA技術(shù)的迅猛發(fā)展,油氣管道行業(yè)在長(zhǎng)期的信息化工作中積累了大量數(shù)據(jù),油氣管道行業(yè)迫切需要利用中間件系統(tǒng)進(jìn)行企業(yè)信息數(shù)據(jù)的整合。原不同廠商的SCADA系統(tǒng)均使用Oracle和Sybase通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)于時(shí)序性要求很強(qiáng)的管道生產(chǎn)數(shù)據(jù),鑒于目前幾十萬(wàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)的規(guī)模,通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的處理和存儲(chǔ)能力并不具備優(yōu)勢(shì)。同時(shí)由于實(shí)施SCADA系統(tǒng)的階段性、技術(shù)差異性以及其他因素的影響,例如檢索5個(gè)以上數(shù)據(jù)點(diǎn)在1個(gè)月時(shí)間段的生產(chǎn)數(shù)據(jù),請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間超出5 min;200 M/d以上的數(shù)據(jù)歸檔和備份難以管理等,不同的數(shù)據(jù)庫(kù)間的互操作、傳輸不可靠等問(wèn)題,導(dǎo)致信息孤島問(wèn)題越來(lái)越突出,這種分布式異種異構(gòu)信息環(huán)境,造成了數(shù)據(jù)重復(fù)錄入、數(shù)據(jù)利用率不高等弊端,極大地降低了工作效率,也影響了相關(guān)油氣管道生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策工作的開(kāi)展。

該文以應(yīng)用嵌入式中間數(shù)據(jù)庫(kù)在油氣管道SCADA系統(tǒng)分布式異構(gòu)異種環(huán)境下,從軟硬件配置、通信接口、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)以及安全措施等多方面進(jìn)行研究,搭建中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源平臺(tái)中心,解決企業(yè)信息孤島問(wèn)題的實(shí)際案例,該系統(tǒng)在油氣管道信息化中的應(yīng)用取得較好的實(shí)際效果。

1 系統(tǒng)架構(gòu)及功能

中間數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)系統(tǒng)是一個(gè)面向油氣SCADA系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng),從信息化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)看,位于SCADA系統(tǒng)控制網(wǎng)與辦公網(wǎng)之間,實(shí)現(xiàn)油氣管道SCADA系統(tǒng)的安全隔離,完成生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的平臺(tái)整合。系統(tǒng)基于工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)PI系統(tǒng)搭建,采用Window Cluster群集技術(shù)部署數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),支持服務(wù)器冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余,保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行;在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面,系統(tǒng)使用光存儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)不僅支持高效數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速率,同時(shí)也提供了海量的、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間,為上層應(yīng)用系統(tǒng)如在線仿真、能耗分析和ERP信息化系統(tǒng)等提供安全可靠的數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽?/p>

1.1 系統(tǒng)軟件及功能

鑒于不同油氣SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)量極多的情況,為了便于今后管理和維護(hù),PI數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu),即數(shù)據(jù)通信服務(wù)器分布式采集數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)集中管理。PI數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基于Windows Server操作系統(tǒng)。

PI數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以數(shù)據(jù)原型儲(chǔ)存,數(shù)據(jù)源是惟一的。PI服務(wù)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類(lèi)型有整形、實(shí)型、字符型、開(kāi)關(guān)量和二進(jìn)制數(shù)值。生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)是整個(gè)中間數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能與穩(wěn)定性直接關(guān)系到其他應(yīng)用軟件的運(yùn)行效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,該系統(tǒng)采用工業(yè)中應(yīng)用較為成熟的PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),利用其先進(jìn)獨(dú)創(chuàng)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、數(shù)據(jù)處理能力、豐富的各客戶端軟件以及SDK應(yīng)用程序接口開(kāi)發(fā)等組件,把不同廠商SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行有效地整合,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)源和分析數(shù)據(jù)的分離。雖然PI數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有諸多優(yōu)點(diǎn),但是PI服務(wù)器軟件運(yùn)行性能與其硬件和網(wǎng)絡(luò)的性能密切相關(guān)。

1.2 系統(tǒng)硬件及功能

SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器(A～D):不同的廠商、運(yùn)行在不同平臺(tái)上的異構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)廣域網(wǎng),利用CIP,IEC 60870-5-104,Modbus等數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù),為中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)資源。

通信服務(wù)器:直接與SCADA服務(wù)器通信,實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集。

中間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器:安裝了PI數(shù)據(jù)庫(kù),負(fù)責(zé)接收、處理和存儲(chǔ)來(lái)自通信服務(wù)器采集來(lái)的SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),主、備冗余機(jī)制。

磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng):為中間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)以及鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。

PI通信服務(wù)器:用于將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)向鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行單向傳輸,其中一臺(tái)負(fù)責(zé)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù),并用單向傳輸協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù),另一臺(tái)負(fù)責(zé)接收單向傳輸數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)送至鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器:安裝了PI數(shù)據(jù)庫(kù),負(fù)責(zé)從PI通信服務(wù)器接收、處理和存儲(chǔ)來(lái)自SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并為高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持,主、備冗余機(jī)制。

Web服務(wù)器:用于系統(tǒng)組態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)布,支持Web方式的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

1.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及功能

防火墻。用于中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)與SCADA系統(tǒng)控制網(wǎng)之間的安全防護(hù)。

單向隔離裝置。使用單向隔離裝置的目的是為了隔離業(yè)務(wù)的同時(shí),進(jìn)行安全的數(shù)據(jù)交換,只進(jìn)行文件數(shù)據(jù)的擺渡,確保數(shù)據(jù)只能從中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)向外單向傳輸數(shù)據(jù),阻止了辦公信息網(wǎng)任何數(shù)據(jù)向中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的逆向數(shù)據(jù)流動(dòng),保證了整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)主要包含3個(gè)網(wǎng)絡(luò):SCADA系統(tǒng)控制網(wǎng)、中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)以及辦公信息網(wǎng)。從系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看,中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)既與SCADA系統(tǒng)控制網(wǎng)相交,負(fù)責(zé)采集SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),又與辦公信息網(wǎng)相連,負(fù)責(zé)為上層應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用支撐,完成了從現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到辦公信息網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)主要包括:中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與 SCADA系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通信、中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部之間數(shù)據(jù)通信、中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與辦公信息網(wǎng)之間數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)如圖 2所示。

圖2 中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)

2.1 中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通信

不同SCADA實(shí)時(shí)服務(wù)器上各安裝了OPC Server作為數(shù)據(jù)源,并各自設(shè)置一臺(tái)通信服務(wù)器,對(duì)應(yīng)安裝一個(gè) PI-Opcint的OPC客戶端接口程序,采用OPC通信方式[1],實(shí)時(shí)采集SCADA實(shí)時(shí)服務(wù)器上在線生產(chǎn)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)防火墻,通過(guò)PI-SDK模塊把數(shù)據(jù)上傳至 PI-System進(jìn)行過(guò)濾、壓縮、存儲(chǔ)等處理,從而完成為中間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的采集數(shù)據(jù)工作。

PI數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所有 PI-Opcint接口都具有數(shù)據(jù)緩存功能,當(dāng)通信服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間通信中斷時(shí),接口獲取所有帶時(shí)間標(biāo)簽的數(shù)據(jù)會(huì)緩存在本地,待通信恢復(fù)后,自動(dòng)將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)的完整性。

2.2 中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部通信

PI通信服務(wù)器(發(fā)送)從中間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器獲取SCADA系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),通過(guò)單向隔離裝置,把原有的雙向通信協(xié)議轉(zhuǎn)換為單向通信協(xié)議,將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送至PI通信服務(wù)器(接收),它將收到數(shù)據(jù)作為鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)作為仿真等高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器到鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間通信協(xié)議轉(zhuǎn)換如圖3所示。

在PI通信服務(wù)器(發(fā)送)上安裝PI通信程序組件DataSender[2],負(fù)責(zé)通過(guò) PI-SDK獲取 PI數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組合、封裝,使得轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通信可以通過(guò)單向隔離裝置;在PI通信服務(wù)器(接收)上安裝 PI通信程序組件DataOPC,負(fù)責(zé)接收來(lái)自DataSender發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拆包、重新組合,將數(shù)據(jù)封裝到OPC Server中,此OPC Server將作為數(shù)據(jù)源,向位于辦公信息網(wǎng)的鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)在PI通信服務(wù)器(接收)上安裝PI-Opcint的OPC Client接口程序,實(shí)時(shí)采集OPC Server中的數(shù)據(jù),并通過(guò) PI-SDK模塊將數(shù)據(jù)上傳至鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)PI系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾、壓縮、存儲(chǔ)等處理,從而完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)到鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)傳輸過(guò)程。

圖3 中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器到鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間通信協(xié)議轉(zhuǎn)換

2.3 中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與辦公信息網(wǎng)通信

中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在辦公信息網(wǎng)提供基于C/S的系統(tǒng)訪問(wèn)模式以及基于B/S的數(shù)據(jù)瀏覽模式。

基于C/S的系統(tǒng)訪問(wèn)模式:在擁有授權(quán)訪問(wèn)許可的情況下,辦公信息網(wǎng)的高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)安裝PI系統(tǒng)的接口客戶端訪問(wèn)程序或者數(shù)據(jù)源,可以實(shí)時(shí)訪問(wèn)鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。

基于B/S的數(shù)據(jù)瀏覽模式:在擁有授權(quán)訪問(wèn)許可的情況下,辦公信息網(wǎng)的任何終端利用IE瀏覽器,能夠通過(guò)PI-ActiveView組件對(duì)系統(tǒng)發(fā)布的組態(tài)畫(huà)面和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)進(jìn)行在線查詢。

2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與SAN網(wǎng)絡(luò)

中間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采集的數(shù)據(jù),通過(guò)存儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)存儲(chǔ)在磁盤(pán)陣列中,兩套服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)共用一套磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng),互不干擾。其中磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用光纖作為數(shù)據(jù)通道,提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)能力。該系統(tǒng)配置了大量高速SAS硬盤(pán),并以RAID 6模式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式,這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式既充分地利用了磁盤(pán)存儲(chǔ)空間,又有效地保證了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全。

3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)規(guī)劃容量45萬(wàn)點(diǎn)以上,目前系統(tǒng)運(yùn)行的采集點(diǎn)占規(guī)劃的1/8,為中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了海量的、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。

磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用RIAD 6的存儲(chǔ)模式,在此模式下即使有2塊硬盤(pán)損壞,系統(tǒng)也能夠恢復(fù)數(shù)據(jù),保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全運(yùn)行;配置熱備份硬盤(pán),若某塊磁盤(pán)出現(xiàn)故障,該系統(tǒng)能夠及時(shí)自動(dòng)進(jìn)行切換,保證了系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。下面以中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)配置和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為例,說(shuō)明中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的存儲(chǔ)情況。

中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)指標(biāo):實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)可用存儲(chǔ)空間2 T;實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)單個(gè)歷史數(shù)據(jù)文件大小400 M以上,單個(gè)歷史數(shù)據(jù)文件可存儲(chǔ)約35 h;按照當(dāng)前系統(tǒng)容量計(jì)算,可存儲(chǔ)約4 000天以上數(shù)據(jù);按照系統(tǒng)45萬(wàn)點(diǎn)的計(jì)算,可存儲(chǔ)約500天數(shù)據(jù)。

4 安全防護(hù)

SCADA網(wǎng)絡(luò)直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行操作,屬于生產(chǎn)控制網(wǎng),絕對(duì)不允許有網(wǎng)絡(luò)攻擊或者病毒,擁有最高的安全級(jí)別。中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間做了充分的安全防御措施。中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建立了一套完整的系統(tǒng)安全體系,包括系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)訪問(wèn)安全、用戶認(rèn)證及授權(quán)安全。

通過(guò)部署單向隔離裝置、物理防火墻等硬件設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了SCADA系統(tǒng)控制網(wǎng)和中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)之間邏輯隔離,中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)與辦公信息網(wǎng)之間物理隔離,阻止辦公信息網(wǎng)任何數(shù)據(jù)向SCADA系統(tǒng)和中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的逆向流動(dòng),在物理鏈路上是絕對(duì)的單向;通過(guò)配置數(shù)據(jù)庫(kù)不同訪問(wèn)權(quán)限的賬戶以及防火墻的端口訪問(wèn)、IP地址訪問(wèn)權(quán)限以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)和過(guò)濾等安全策略的集中配置,數(shù)據(jù)訪問(wèn)安全、認(rèn)證授權(quán)策略與現(xiàn)有系統(tǒng)防火墻安全策略進(jìn)行集成,共同實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)證及授權(quán)安全管理功能。

這些安全防護(hù)措施不僅有效地保護(hù)SCADA網(wǎng)絡(luò)和中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng),防止網(wǎng)絡(luò)攻擊、病毒入侵,提供安全的網(wǎng)絡(luò)連接,確保SCADA系統(tǒng)和中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5 主要性能指標(biāo)

中間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能指標(biāo):系統(tǒng)可靠性為99.99%;群集模式下主備服務(wù)器冗余切換時(shí)間小于60 s;系統(tǒng)最大容量達(dá)80萬(wàn)數(shù)據(jù)點(diǎn);系統(tǒng)吞吐量達(dá)5萬(wàn)數(shù)據(jù)記錄/s;在線可管理最大數(shù)據(jù)量達(dá)64 T;對(duì)于典型管道歷史數(shù)據(jù)壓縮比,在滿足精度要求的情況下,可以達(dá)到10∶1;支持32個(gè)以上客戶端并發(fā)訪問(wèn);查詢一個(gè)浮點(diǎn)型變量的8.64×104個(gè)數(shù)據(jù)記錄所需時(shí)間小于50 s;設(shè)備平均CPU占用率小于20%。

6 結(jié)束語(yǔ)

嵌入式中間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用,建立了一個(gè)資源共享、統(tǒng)一管理、安全可靠的智能數(shù)據(jù)平臺(tái),解決了各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換問(wèn)題,徹底解決了油氣管道信息孤島問(wèn)題,為油氣管道數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化控制、負(fù)荷優(yōu)化與節(jié)能診斷提供了重要的生產(chǎn)信息管理工具與決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),使管道的生產(chǎn)計(jì)劃、資源平衡、節(jié)能降耗和預(yù)測(cè)決策等應(yīng)用取得良好的效果,提高了企業(yè)的整體運(yùn)行和管理水平。

[1] 楊 譞.PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在石油化工生產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用,2007,26(8):69-70.

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The Application of the Embedded Intermediate Database in SCADA System

Jin Haipeng1,2,Tian Shicheng1,Zhou Yong3
(1.China Uni.of Geosciences,Beijing,100083,China;2.China National Oil and Gas Exploration and Development Co.Ltd.,100034,China;3.Beijing Oil& Gas Pipeline Control Center,PetroChina,100007,China)

Based on middleware technique,the uniform and open standard data communication interface is adopted for different structure realtime database to transmit realtime data under the SCADA system distributed circumstance of pipeline,which structure the intermediate realtime database platform and share line production data with different program or different system.This technology has improved the efficiency of development of database.At the same time the appropriate network security measures is adopted in this system,which isolate SCADA system of pipeline from other works and ensure the SCADA system of pipeline safe and reliable.The data island issue in SCADA system is resolved by the application of this technique and the management level is greatly improved;and it has achieved very good effect in the practical production application.

embedded;intermediate database;SCADA systems

TP274

B

1007-7324(2010)06-0052-05

2010-07-26。

靳海鵬(1970—),男,1994年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院采油工程專(zhuān)業(yè),長(zhǎng)期從事油氣田開(kāi)發(fā)和油田自動(dòng)化工作,目前為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)在讀博士,已發(fā)表學(xué)術(shù)論文十余篇,任高級(jí)工程師。