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促进油气生产降本增效:EMQ 云边协同方案加速油气生产企业数字化转型

EMQX ECP Team
2023-10-17
促进油气生产降本增效:EMQ 云边协同方案加速油气生产企业数字化转型

摘要

随着油气储量减少、全球市场竞争的加剧,越来越多的油气生产企业寻求数字化转型,希望提升生产效率和优化资源。EMQ 为油气行业提供了云边协同物联网方案,针对异构化数据采集、系统烟囱式建设、繁重的运维工作等行业普遍面临的问题,提供一体化解决方案。方案能将不同的系统(油气生产、运营管理、设备监控与维护、安全与环境监控等)产生的数据汇聚到一个平台,方便油气生产者用更精准的管理来降低成本。

根据历史案例,EMQ 油气行业方案可帮助油气企业每年节约 25% 以上的采集系统运维费用,节约 40% 以上的数据点位接入费用。

EMQ 云边协同方案构建智能油气物联网

通过整合工业数采、边缘计算、数据集成、远程运维管理等关键环节和技术,EMQ 形成完善的云边协同物联网应用架构,为油气行业实时监控系统、设备管理、HSE 管理、智慧生产、智能应用等数字化转型业务场景提供了专业的一体化解决方案。

智能油气物联网架构

  • 工业设备实时数采

    利用 NeuronEX 工业协议网关软件,可支持 Modbus、OPC-UA 等总线协议以及西门子、ABB、 三菱、施耐德等多种工业设备协议接入,能完成对生产场站现场油井传感器、油井生产系统各类 PLC、拉运系统设备、管线输送系统、站场控制系统等进行实时数据采集。Neuron 将不同工业协议转换成标准的 MQTT 协议消息进行上传,数据点位具备统一格式标准,以及及毫秒级采集时间戳。同时,Neuron 具备离线缓存的能力,保障网络中断时历史数据的完整性。

    NeuronEX 同时具备规则引擎,在边缘端就能实现实时计算分析、规范报文、过滤清洗、智能告警、业务路由、数据持久化等功能,为油气生产者在边缘端提供数据预处理、事件逻辑处理等能力。

    NeuronEX具备 HTTP PULL 的能力,能感知生产现场安全、监控等IT智能设备配置状态、运行数据。

    NeuronEX也能与 AI 算法融合,通过对物联网数据、视频流的实时处理可实现视频监控、安全管理、设备维护、故障预测、巡检和安全监控等智能化能力。

  • 企业物联网消息总线

    EMQX Enterprise 布置在厂级信息中心或集团云上,在专网或互联网上为油气生产数据提供统一的平台,实现高可用、高并发、低延时的数据传输、分析、处理、集成的能力。 EMQX Enterprise 平台能同时处理超过百万个物联网设备的连接,并且每秒能处理超过十万次以上的数据交互,是一个非常适合用于油气生产环境的、高性能、高并发、功能强大的生产级物联网消息中间件。

  • 云边协同管理

    EMQX ECP 提供项目管理能力,可为 EMQX 集群实例提供基于项目的分类与管理监控;EMQX ECP 提供了统一云边模块的 WEB 管控界面,实现边缘软件 NeuronEX 的远程配置、实时监控及日志分析等功能,降低了现场运维的成本。

方案价值

  • 油气生产全面感知:帮助油气企业采集与管理油气生产场景中产生的多样化数据。方案覆盖生产设备,如油井传感器、油井生产系统各类 PLC、拉运系统设备、管线输送系统、站场控制系统等;同时,方案也可以覆盖园区安全与监控设备,如井场围栏设备、视频监控设备等。
  • 统一的数据整合:油气场景里的各类系统建设时期不同,采用的数据采集设备、采集方式和采集系统异构化严重。EMQ 的一体化能力、云边协同的方案架构,能帮助油气生产者集中管理原本独立且分散的各类系统中的数据。
  • 降本增效:油气生产过程中面临繁杂的运维工作,传统运维工作需要大量现场人工操作,对于油田运维人力有限的现状提出了较大的挑战。方案可以帮助油气生产者统一管理设备接入、设备巡检、设备配置、升级更新、告警处理等诸多方面运维环节。最终,方案能实现减少运维成本,同时大幅度提升智能化管理水平。
  • 持续适应未来创新:方案灵活易用,提供灵活、易扩展的接口,方便油气业务平台未来融入更多新的系统和技术。边缘端支持 MATLAB、C、C++、Python、GO 算法集成及 AI 算法的融合,促进边缘智能化的创新发展。
  • 自主可控与快速部署:技术自主可控,可支持主流的芯片、国产操作系统和部分国产数据库。标准化产品配置帮助用户快速构建和复制油气物联网平台,使业务应用开发更加高效和快捷。
  • 基于云原生创新:EMQ 整个方案可以基于容器化部署,支持云原生架构实现统一的容器编排和管理,促进智慧油气系统与云原生的融合与创新。

成功案例

中石油华北油田: 通过采用 EMQ 提供的云边协同物联网解决方案,中石油华北油气田成功实施了数据中心的远程配置和集中化存储,从而进行了生产数据的实时采集,并在云平台上探索和实践了对生产数据的实时采集。

案例链接:https://www.emqx.com/zh/customers/huabei-oilfield-company

推荐产品

NeuronEX

NeuronEX 是一款用于工业物联网连接和边缘计算的边缘服务,通过标准协议或专用协议与众多不同类型的工业设备进行通信,实现将多个设备连接至物流平台。其提供了以下特性:

  • 多样的连接性:NeuronEX 提供多个可插拔模块,如 Modbus、OPC-UA、Ethernet/IP、BACnet、Siemens、Mitsubishi 等,有助于访问各类物流资产,确保数据连接。
  • 灵活部署:NeuronEX 具有极低的内存占用,在x86、ARM、RISC-V 等低配置架构设备上运行表现出色。此外,它还支持类似 Docker 的容器化部署,能够与 K8s 环境中的其他容器共同运行。
  • 优越集成:通过 MQTT 协议,NeuronEX 将工业物联网应用、大数据以及 AI/ML 分析软件无缝集成至各个平台。
  • 流式处理:NeuronEX 内置流处理引擎,通过边缘侧的流式 SQL 语句,实现 AI/ML 分析、数据过滤、数据操作、设备控制以及数据持久化,将数据存储于时序数据库中。

EMQX Enterprise

EMQX Enterprise 是一个强大的企业级物联网消息平台,专为大规模部署和物联网应用中的高可靠性而设计。在油气物联网平台建设中,EMQX Enterprise 通过以下能力为用户带来收益:

  • 高可靠性和可扩展性:EMQX Enterprise 采用分布式架构,具有高可用性和可扩展性,可以处理大规模并发消息传输。它支持水平扩展,以适应不断增长的物联网设备和数据流量,确保系统稳定性。
  • 丰富的协议支持:除了 MQTT 协议外,EMQX Enterprise 还支持多种消息传输协议。它允许开发人员扩展以支持各种私有协议,以满足其应用需求。
  • 数据集成:EMQX Enterprise 与各种数据存储服务、消息队列、云平台和应用无缝集成。它可以连接到云服务,实现远程数据传输和基于云的分析。
  • 安全和认证:EMQX Enterprise 提供强大的安全功能,包括TLS/SSL加密传输、客户端认证和访问控制。它支持多种认证方法,如用户名/密码、X.509 证书和 OAuth,确保物联网通信的安全性。
  • 规则引擎和数据处理:EMQX Enterprise 具有灵活的规则引擎,可以基于设备数据进行实时数据处理和转发。它支持数据过滤、转换、聚合和持久化等操作,帮助用户根据业务需求进行分析和决策。
  • 可视化监控和管理:EMQX Enterprise 提供直观的可视化监控和管理界面,允许用户实时监控物联网设备和消息传输。用户可以查看连接状态、消息流量和其他指标,还可以进行设备管理、故障排除和系统配置操作。

EMQX ECP

EMQX ECP(EMQX Edge Cloud Platform)是专为边缘与云端协作而设计的先进 MQTT 平台。它为您提供对 EMQX 云和边缘服务的高效和有效控制,弥合了边缘设备与云基础设施之间的差距。EMQX ECP 为企业级用户提供了多租户管理、多项目管理、多集群管理、云边协作、身份验证安全和审计需求的解决方案,主要功能包括:

  • 边缘与云端协作:EMQX ECP 边缘服务管理实现了对边缘软件 NeuronEX 等边缘服务部署、管理、配置下发、批量操作、监控和优化。通过提供统一的管理平台,实现双向数据传输与运管边能力;
  • 多集群管理:在分租户分项目的基础上实现多集群管理,可以创建新集群或纳管已有集群,并对管理的集群进行修复、水平和垂直扩展、修改网络类 型、修改连接数、升降级、集群转让和删除等操作;同时集成 EMQX Dashboard,方便用户直接在 ECP 平台操作和配置 EMQX 集群;
  • 多组织多项目管理:EMQX ECP 提供的组织管理功能是一个支持企业级多租户的管理系统,能够实现不同组织的资源隔离和管理。EMQX ECP 可以在同一平台中为多个企业或业务部门提供隔离的 EMQX 数据基础架构服务,每个组织都能够使用自己的数据和配置,互不干扰,保证数据安全。
  • 企业级安全性:基于角色的访问控制(RBAC)、单点登录(SSO)、链路加密以及带审计的操作日志确保企业级安全性。
  • 监控运维与告警:ECP 的监控平台提供了在云端 EMQX 集群和边缘端进行统一管理和监控的方案。 在 ECP 平台中,系统会收集和分析来自云端 EMQX 集群和边缘端的监控数据,以提供更全 面和精细化的管理和监控进行预测故障和风险。
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