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数智创新:EMQ 云边协同方案构建油气物联网

2023-8-9

数智创新:EMQ 云边协同方案构建油气物联网

2023 年 7 月 27-28 日,第六届石油石化数字化与智能化创新发展交流会在贵州贵安新区召开。此次大会以“数智化赋能,高质量发展”为主题,汇聚了中国石油、中国石化、中国海油、国家管网、中国中化、延长石油等集团信息与数字化部门以及数字化高科技企业的多位领导、学者及专家,旨在加快推进数智技术与石油石化行业的深度融合,推动云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、工业互联网、数字孪生、区块链等数字技术在油气行业全产业链的协同优化,助力石油石化行业高质量发展。

EMQ 受邀出席了本次大会, EMQ 架构师明朗在数字化会场分享了“EMQ 工业物联网(IIoT)基础软件在智慧油气项目中的应用”,展示了其在石油石化行业数字化转型中的最新成果和实践经验。

EMQ 工业物联网(IIoT)基础软件在智慧油气项目中的应用

全面感知、数智融合:奠定油气生产数字化创新基础

随着信息技术的迅猛发展,数字化转型已经成为各行各业的改革方向,石油石化行业也不例外。作为石油石化行业的核心环节,油气生产领域的数字化创新对提高生产效率、降低成本、优化运营管理至关重要。在这一背景下,全面感知和数智融合成为奠定油气生产数字化创新基础的关键。

数智融合是指通过物联网技术将全面感知获得的大量数据,经过数据采集、存储、处理和分析等环节,将其转化为有价值的信息并支持决策。

数智融合可以通过大数据分析、人工智能、机器学习等技术手段,对海量的数据进行挖掘和分析,发现潜在规律和价值,为油气生产的各个环节提供科学依据。例如,通过对历史数据和实时数据的分析,可以建立预测模型,帮助预测油田产量、优化生产计划,同时能够进行故障诊断和预警,提前防范潜在的安全风险。数智融合的应用不仅能够提高生产决策的准确性和时效性,还能够推动油气生产管理的智能化和精细化。

EMQ:坚实数字底座支撑油气物联网构建

作为全球领先的物联网数据基础设施软件供应商,EMQ 致力于助力油气生产企业构建油气物联网,实现数智融合,为油气生产数字化转型提供有力支持。通过整合传感器、物联网平台和大数据分析等关键要素与技术,EMQ 基于自身完善的物联网数据基础软件产品架构为油气行业提供了专业的数字化物联网解决方案。

EMQ 云边协同方案架构

EMQ 可以为油气生产企业提供以下能力:

  • 工业设备实时数采

    Neuron 工业协议网关软件可支持 Modbus、OPC-UA 等总线协议以及西门子、AB、三菱、施耐德等多种工业设备协议接入,可实现油田现场海量异构生产设备的数据实时采集。

  • 边缘计算

    超轻量物联网边缘数据流式分析引擎 eKuiper 可实现流式计算、规则引擎、数据清洗、AI 扩展,为油气生产数据可视化提供数据清洗、数据预处理、事件逻辑处理等能力。

  • 企业物联网消息总线

    企业级 MQTT 物联网接入平台 EMQX Enterprise 布置在厂级信息中心或集团云,在专网或互联网上为油气生产数据提供高可用、高并发、低延时的数据传输、分析、处理、集成的能力。

  • 云边协同管理

    统一的云边协同管理平台 ECP,可实现边缘软件的远程配置、实时监控、高可用管理及日志分析等功能,提升整个平台的智能化水平。

  • 大规模流式数据处理

    大规模流式数据处理平台 HStream Platform 作为不同数据系统和业务数据统一接入和高效流转的平台,为油气物联网各类生产相关应用或平台提供坚实的数据流转、共享底座,支持生产经营管理数字化平台建设。

EMQ 数字化物联网解决方案

典型案例:中石油华北油田基于能源行业油气生产指挥系统的物联网方案

应用场景

随着石油生产数字化建设规模逐步扩大,自动化设备日益增多,数据采集环节不断增加,数据采集与设备管理复杂度也随之增长。中石油华北油气田需要寻找一种切实可行的方法简化生产数据采集、降低运维管理难度。借助 EMQ 提供的云边协同物联网解决方案,通过在数据中心远程配置与集中化存储的方式,华北油气田进行了对生产数据实时采集的云平台技术探索与实践。

油气生产指挥系统方案

方案详情

  • 全面物联:通过 Neuron 工业协议网关软件的实时感知能力覆盖油井传感器、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;通过边缘流式计算引擎 eKuiper 的 HTTP 接口实现井场围栏、视频监控等智能设备的数据采集与管理监控。
  • 应用集成:管线数据等通过 MQTT 协议对接 SCADA 系统数据接口;通过 EMQX 内置规则引擎可配置抽油机井功图数据存储到 InfluxDB、MySQL、SQL Server 等第三方数据存储系统,还可对接 Kafka、RabbitMQ 等消息队列,保证系统高可用和数据完整。
  • 设备控制与配置下发:根据实际生产需求,应用平台通过 EMQX 实现各类型数据的上报,也在平台侧提供了对不同类型设备的配置与命令的下发能力。
  • 云边协同:具备统一的管理平台支持 Neuron 节点的接入和数据采集管理;支持对 eKuiper 中数据流管理,规则定义与插件管理;

方案优势

  • 轻前端、重后端的系统架构,降低现场设备与系统运维成本。
  • 实现生产数据实时上报,提高业务响应能力。
  • 各类型生产与监控设备数据统一汇聚存储,使数据资产有效整合。
  • 实现数据采集与数据消费系统的解偶,使应用开发更加便捷高效。

经济效益

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%。

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