鋼鐵長城、地下走廊、能源動脈,油氣管道如一條條鋼鐵巨龍在祖國的蒼茫大地上蜿蜒騰躍。

  從無到有，從小到大，從線到網，從國內到連接海外，油氣管網深埋在地下默默守護著萬家燈火中的溫暖光亮，人間煙火里的飯菜噴香，發動機轉動聲中的車來車往。從“傳統管道”到“數字管道”再到“智能管道”中國油氣管網鋪過時代、改變世界。

  量大、連續、迅速、經濟、安全、可靠、平穩……越來越“靠譜”的背后靠的是發揮“全國一張網”統一調控運行優勢，也得益于油氣管網數據采集與監控系統（SCADA系統）經過多年努力，國家管網集團研發團隊先后破解程序熱備熱啟數據采集擴容設備遠程操控等核心技術，成功研制出軟硬件完全國產化的油氣管網SCADA系統。

  今天，讓我們共同來探秘油氣管網保供“利器”——SCADA系統的國產化之路

  沖擊“極致靠譜”

  如果將我國超10萬公里的油氣管道干線比作“能源動脈”，那么SCADA系統就是控制“動脈”的“神經中樞”。

  曾幾何時這一系統被國外壟斷，能源保供與安全存在受制于人的風險，國家管網集團持續推動國產SCADA系統的研發工作，研發起步階段面臨諸多困難。系統可靠性是首要的難點油氣管網需要7×24小時不間斷運行，對SCADA系統可靠性要求極高，只有“極致靠譜”才能滿足實際應用需求。

  比如，某個控制程序出現故障后，需將主機上運行的所有程序都切換到備機上，這一過程雖僅有幾秒，但容易造成整個系統短時失效。

2021年8月，我國首套全國產化成品油管道SCADA系統順利上線運行。

  在討論研發方案時研發團隊決定，做到單個程序熱備熱啟，盡可能降低失效時長來規避這一問題。

  最終，研發團隊在國內油氣領域首創了基于應用的分布式冗余系統架構，這樣既能有效降低主機宕機概率又能顯著減少系統失效幾率，使用這種架構后程序可實現在主備機之間實時切換、熱啟動系統可靠性得到有效保障。

利用油氣管網國產SCADA系統，遠在千里之外的油氣管網設備實現“無人操控”。

  經過不斷更新迭代，如今，國產SCADA系統實際可用率已高達99.96%.

  完成“百萬擴容”

  破解系統可靠性難題，只是邁過了第一關,團隊馬上遇到另一大難關——如何實現數據多點采集與實時更新。隨著我國管網里程數持續增加，管網設備量不斷增多，而國外的SCADA系統只授權十幾萬個采集點數，每擴容一批采集點只能由外方提供服務且需要支付高額費用，二者之間的矛盾越來越凸顯，團隊下定決心，要在自研系統內解決這一難題。

實現國產SCADA系統遠程操控的油氣管網站場。

  擴容的關鍵是將采集數據實時傳回系統，研發團隊嘗試采用共享內存技術，把系統磁盤部分存儲空間映射為共享內存，這相當于為系統新增了大量虛擬內存，使其能夠快速讀寫數據。

  與此同時，研發團隊還創建了高性能服務總線，將數據訪問方式，由原先基于服務器—客戶機架構的網絡訪問，改為基于高性能服務總線的內存讀取。這就好比，把“綠皮火車”升級為“高鐵”，使數據流在系統間的交互速度大大提升實現了每秒24萬個數據點實時數據更新。

國家管網集團油氣調控中心，全國主干油氣管網的數據通過光纜傳輸至此，實現集中統一調控。

  通過這些技術的應用國產SCADA系統，擁有了超百萬個數據點的高效處理能力，數據量是原先采用國外SCADA系統時的十幾倍。

  實現“無人操控”

  這些數據按照什么邏輯去組織系統，又如何根據這些數據去下達控制指令？

  是必須跨越的第三道難關，油氣管網涉及設備眾多，不同設備之間交互控制邏輯復雜，只有研制出面向生產的數據管理與設備操控技術，系統才能實現對各種設備的遠程控制。

  為了精準控制管道內的油氣流量，研發團隊根據監測數據再三校正系統的控制參數，最終形成控制標準隨著時間的推移，研發團隊創建出面向油氣管網設備的模型和圖形描述方法，先后定義了15類油氣管網工藝設備控制標準，并研發出油氣管網設備控制面板模塊化技術。

國家管網集團油氣調控中心工作人員正在使用油氣管網國產SCADA系統進行天然氣調控

  有了控制標準與控制面板后，調控中心的調度人員只需要在系統界面上進行操作就能實現油氣管網設備“無人操控”。

  2018年，油氣管網國產“神經中樞”研制成功，并被命名為PCS 1.0系統。

  2019年，中俄東線天然氣管道（黑河—長嶺段）作為示范工程，首次實現油氣管道全線，采用國產SCADA系統

  ……

  截至2023年底，油氣管網國產SCADA系統已在國家管網28套中控級系統354套站控級系統成功應用。

中俄東線天然氣管道（泰安—泰興段）使用國產化SCADA系統軟件PCS，于2022年12月投產。

  油氣管網國產SCADA系統打破了該領域，核心工業控制系統受制于人的局面。

  目前，該系統正在一邊推廣應用，一邊優化升級，升級后的PCS 2.0系統，將更加安全、可靠、智能。