概述
山东胜软科技股份有限公司最早是为促进油田信息化建设成立的专业化高科技公司。公司成立于 2002 年 1 月,总部位于山东东营。十余年专注能源信息化领域,积累了国内一流的、具备国际竞争力的行业业务经验和信息化专业技术,在智能油田、智慧城市、电子政务和云计算等领域构筑了端到端的解决方案和产品服务。
近年来,国家和河南省接连下发相关文件,要求各级应急管理部门和中央企业加快建设危险化学品安全生产风险监测预警系统,实现危险化学品企业安全生产风险的动态监测和自动预警。对此油田积极开展相关工作,对油田危化品重大危险源工作进行了安排部署。将天然气处理厂、油气储运中心、采油厂联合站等装置与罐区等多个危化品重大危险源,确定作为重点监测管理,通过对工艺参数、火灾报警、可燃气体报警、有毒有害气体报警、相关工业视频监控等生产和消防数据的采集,将油田危化品重大危险源全部纳入油田层面统一监控管理。
挑战
海量 IoT 数据处理困难
工业信息出现爆炸式增长,工业生产过程中产生的大量数据对于工业物联网来说是一个挑战,如何有效处理、分析、记录这些数据,提炼出对工业生产有指导性建议的结果,是工业物联网的核心所在,也是难点所在。
企业 IoT 管理成本提升
大部分情况下,企业会基于现有的工业系统建造工业物联网,如何实现工业物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容,如何保障后续新增传感器的顺利接入,是工业物联网推广所面临的问题之一。
缺少企业级 IoT 管控平台
“安全生产”是现代化工业中的重中之重。SCADA 等传统工控技术通过把传感器安装到油气管道、化工设备等危险作业环境中,可以实时监测作业人员、设备机器以及周边环境等方面的安全状态信息,全方位获取生产环境中的安全要素。但受制于工控安全等客观因素,无法实现传感器数据在企业内部全网互通,难以实现海量实时数据的价值释放。企业需要通过安全、高效的 IoT 管控平台,在实现传感器数据高效分发的同时,保障企业数据资产安全,进而保障工业生产安全。
解决方案
以 EMQ 物联网数据基础设施为核心,构建油田级生产现场重大危化品/危险源、火灾、可燃和有毒气体报警系统。全面实现油田重大危化品/危险源及消防、火灾报警、视频监控等重大安全生产风险源/点监控数据的集中采集、存储和监测预警,并按照生产管理要求传输到油田生产指挥中心,分级服务于应急救援中心、重大危险源单位,将油田危险化学品安全监管打造成信息化、网络化、智能化平台,有效化解重大安全风险、遏制重特大事故,同时还能够根据集团公司和地方政府要求,将相关数据向外推送。
建设危化品危险源的实时数据采集服务平台,依托云原生分布式 MQTT 消息中间件 EMQX 的协议接入和数据采集能力,完成采气厂/采油厂、天然气处理厂、油气储运中心多个风险源的实时数据接入,完成重大危险源所在生产区域的火灾报警、可燃气体、工业视频数据采集,并建设面向油田、石化集团公司和政府的数据服务能力。EMQX 作为消息中间件平台,具备高性能、高可用性、高可管理性等优势,为整个危化品危险源监控平台的建设提供了坚实的物联网基础设施支撑。
在业务应用层面,本着统一门户、统一身份认证、统一授权、统一数据源、统一应用模式原则,项目使用 Spring+Vue.js 前后端分离技术开发应用系统,通过数据接口将实时数据统一采集到EMQX并对接前端的应用进行使用。应用系统包括综合管理、监测监控、报警预警、系统管理四大功能模块,共 19 个子功能模块。
- 综合管理:包括对危险区相关的基础信息管理、视频管理、GIS 管理、仪表运维管理等配置维护功能,主要是将各单位相关的危险源监测信息进行综合管理,为集团公司、政府及专业公司对危险源数据综合监管提供服务支撑。
- 监测监控:主要针对各危险区涵盖的工艺储罐数据、周围探头数据(可燃气体、有毒气体、火灾)结合视频实时动态监测,支持调取历史数据辅助性做运行分析,量化表征罐区风险状态。并实现远程巡检,各单位的危险区可全面、快速的巡检,保障安全生产。危险源监控报表自动生成,替代人工抄录,降低现场人员工作强度。
- 报警运行:针对重大危险源区域中可能发生的气体泄漏、火灾报警、关键工艺参数上下限波动,通过分级分类报警提醒,实现安全生产风险动态监测和自动报警。在自动化单参数波动的基础上,实现报警、处置及闭环管理,包括报警记录查询等功能。系统的阈值设置干预功能可以帮助油田、政府掌握企业安全管理状态,及时追踪和精准监管。
- 系统管理:主要包括岗位人员动态、界面自定义、日志记录查询、组态绘制工具等功能。实现对重大危险源信息的动态变化管理。
成果
借助 EMQ 相关技术栈,油田建立起一套稳定、高效的 IoT 管理平台,实现了多路 IoT 数据的汇聚与分发,为油田企业 IoT 数据安全、数据监控提供了技术手段,打造了油田 IoT 管理样板。
在危化品管理上,项目主要项目成果如下:
- 变分散管理为一体化管控:建设一体化平台,整合资源、集中管控。完成重大危险源数据集成整合,实现统一管理、统一指挥与资源共享。
- 变事后处置为超前告警:实现重大危险源工艺参数、周边数据的异常报警及上下限预警,包括:储罐、可燃气体、有毒气体、火灾等,为安全生产保驾护航。
- 提升应急抢修能力:统一指挥抢险、统一调配资源,通过应急短信平台,第一时间将相关信息分级、分类发送至相关人员手机,提升油田各单位之间对突发事件的应急联动处置能力。
- 完善数据中心,实现数据共享:油田数据中心新增时序数据库集群,完善了数据存储标准和数据服务接口,打通了IoT数据交互专用通道。集团公司、政府等可通过此接口提取所需数据。