企业简介
中石油华北油田第一采油厂位于河北省任丘市南部，1975 年投入开发建设，是华北油田成立最早的采油厂。工作区域分布在河间、任丘、文安、安新等地，核心业务为油气开采、集输及场站运维，具备规模化油气生产运营与管理能力。
依托中石油集团数字化转型战略布局，厂区积极推进物联网、云计算、边缘计算等前沿技术落地，聚焦油气生产全流程智能化升级，着力破解传统采油运维效率低、数据不通、管控滞后等痛点，打造行业标杆级智慧油气生产样板工程。
项目背景
当下，新型传感设备、有线/无线通信技术已广泛渗透石油勘探、现场开采、油气储运全场景。为实现井口设备远程管控、生产数据高效流转，同时保障数据存储、传输的安全性与可扩展性，华北油田第一采油厂启动油气生产指挥系统物联网升级项目。
本项目旨在通过物联网和云计算技术，搭建轻量化云端平台，实现对生产设备数据的实时采集，简化多层级数据中转流程，降低运维管理难度，全面支撑智慧油田常态化运营。
项目挑战
- 设备协议繁杂，改造扩容受限
现场油气设备、传感仪表品牌多、型号杂，配套采集软件版本老旧、定制化程度高，叠加工业总线、PLC 等多类私有协议并行，新增监测点位、设备扩容均依赖原厂技术支持，产生额外成本，操作门槛高。 - 数据链路冗长，运维管控低效
传统模式下，油压、载荷、电流、电压等生产数据需经 RTU、PLC 汇总至本地 SCADA 系统，再跨场站多层同步归集，传输节点多、架构分散；线下运维依赖外部人员驻场，成本高昂且无法自主可控。 - 数据实时性差，业务决策滞后
多层级数据中转导致云端无法同步获取现场实时工况，场站动态监控、异常预警响应不及时，难以支撑精细化生产调度需求。 - 老旧架构僵化，数据治理困难
原有技术体系迭代停滞，安全漏洞难以修复，性能无法适配数据增量需求；异构数据缺乏统一标准，整合难度大，无法支撑深度数据分析与创新业务开发。
解决方案
项目采用 EMQ 云边协同全栈产品体系，实现对油田终端设备的实时数据采集和有效管理，构建「边缘采集 - 实时处理 - 云端汇聚 - 全域管控」一体化架构：
边缘端：协议适配与数据处理
在场站 Linux 服务器部署 NeuronEX 工业边缘网关，作为南向数据采集的核心，它能将工业数据传输协议解析成为标准的 MQTT 协议，并发布到中心 Broker 集群。
通过 Modbus-TCP 与串口服务器通讯，NeuronEX 可以精准采集仪表常规数据、示功图、电量图等专项监测数据，并支持 Modbus-TCP Server、 Modbus-TCP Client 两种模式。同时，它还支持每秒 10000+ 数据点的并发采集，允许数据双向互通，兼顾设备状态上报与远程指令下发。
NeuronEX 内置的流式分析引擎，能够适配边缘设备的低资源运行环境；支持定时拉取前端采集数据，完成就地清洗、筛选、规则研判，过滤无效冗余数据优化传输带宽，并将处理后的标准化数据通过 MQTT 协议同步至云端核心节点。
云端：统一汇聚与数据存储
项目采用 EMQX 分布式集群作为中心数据 Broker，统一接入 NeuronEX 和第三方设备上报的 MQTT/HTTP 数据，实现全域数据集中存储。
EMQX 内置灵活规则引擎，可无缝对接时序数据库、关系型数据库。上层应用既可以通过 MQTT 订阅的方式消费数据，也可以通过调用 HTTP API 的方式推送数据到各类业务系统，向现场设备下发指令。
云边协同：集中运维与设备管理
依托 EMQ 云边协同管理平台，搭建安全专属云边通信通道；无需逐台线下登录配置边缘设备，云端即可统一管理全网边缘节点，远程查看采集数据、调取告警日志、修改流转规则、运维算力配置，彻底解决边缘设备无公网 IP、分散难管的痛点。
EMQ 整体方案帮助华北油田第一采油厂实现了全品类油气仪表并发接入和数据标准化治理，搭配 EMQX 弹性扩容集群，可支撑百万级 TPS 消息并发，架构稳定性与扩展性大幅提升。
项目成果
- 已接入机柜间温湿度数据 14 处、输油管线 10 处、抽油井 45 口、拉油罐 8 处，每年节约采集系统运维费用超过 25%，节约点位接入费用超过 40%。
- 该平台具有轻量化、高可靠、低延时、高吞吐量等特点，有效提升了业务实时性。
- 减少了现场硬件布置，实现了统一采集、处理和存储，从源头规范化数据，便于数据共享。
- 现场设备在中心控制室进行统一管控，现场运维负载度与人员成本降低 70% 以上。
- 平台拥有自主知识产权，构建了自主可控、高效可靠的新形态的数据采集系统，有效降低传统运维成本。
- 该方案在华北油田公司范围内具有首创性及示范意义，支撑数字化转型与创新业务开发。
结语
EMQ 为华北油田第一采油厂打造的云边协同物联网方案，不仅实现了生产数据的标准化治理，更通过自主可控的技术体系确保了能源生产的安全与高效。
通过大幅降低接入难度与管理门槛，EMQ 正助力更多能源企业从繁重的传统运维中解脱出来，聚焦于业务创新与深度数据价值挖掘。无论是在场站边缘还是云端核心，EMQ 都是石油石化企业实现数字化进阶值得信赖的技术伙伴。