工联网消息(IItime)

危险化学品（以下简称危化品）领域事故给国家、企业和家庭带来了巨大损失。为实现预测预警、快速速度、统筹资源、支撑决策、减少损失等目标，国家将加快危化品安全生产风险监测预警系统（以下简称“监测预警系统”）作为危化品安全生产监管的重点抓手。监测预警系统建设的难点在于确保企业数据的实时性、准确性、安全性，而工业互联网则是解决这一难点的关键。

1.需求分析

2016年，原国家安全生产监管总局在全国10个地区组织开展了针对重大危险源的在线监控及事故预警系统试点工作。2019年江苏响水“321”特大爆炸事件后，国家出台《关于加快推进危险化学品安全生产风险监测预警系统建设的指导意见》，要求涉及重大危险源的企业实时采集相关视频监控图像、主要监测数据和预警数据等，上传到园区和属地监管部门乃至应急管理部，实现政府、园区、企业分级管控和动态监测预警。

按照要求，上述企业需要采集并上传关键部位的液位、温度、压力、流量和有毒可燃气体浓度等参数的报警阈值、报警数据和实时数据。由于涉及企业数量多、相关数据分散、接口不统一，导致数据采集工作成为监测预警系统建设的难点。此外，如何确保企业正常生产和关键数据的安全也是监测预警系统在建设和推广应用中需要重点考虑的问题。

2. 工业互联网及其应用

按照要求，企业需要部署数据采集设备，对内采集企业已有的生产系统、信息化系统或物联网传感器的关键数据，对外上联园区、属地的政府端的监测预警系统。工业互联网包含网络、平台、安全三大功能体系。基于工业互联网体系来构建监测预警系统，在满足复杂环境下数据采集要求同时，可以提升企业信息化和智能化水平，促进产业转型升级，因此成为构成监测预警系统的关键技术之一。

2.1 网络相关技术及其应用

目前企业技术水平和信息化水平参差不齐。监测预警系统采集的实时数据主要分布在DCS（分布式控制系统），PLC（可编程控逻辑制器）等自动化控制系统及安全仪表系统（简称SIS系统）中，少数分散在相对独立的传感器。已有部分信息化水平较高的企业建设了SCADA（数据采集与监视控制系统)、 MES（制造执行系统）等系统，采集并汇聚了企业内部生产实时数据。

数据采集设备需要结合企业实际和发展，统筹考虑相应内部接口、应用层协议以及对外的网络接口。其中现场总线、工业以太网是目前危化企业通信领域的主流技术。

2.1.1 现场总线

对于没有汇聚实时数据的企业，数据采集设备可以采用现场总线与企业的工业自动化控制系统之间进行连接。目前国内化工领域常见的现场总线有Modbus、PROFIBUS、HART等。Modbus是一个开放标准，支持TCP/IP（对应工业以太网接口）、RTU（异步串行接口如RS 232/422/485）等接口。使用Modbus接口可以降低内部数据互通的成本，已成为常配的接口之一。

对于部分不具备输出接口的设备，数据采集设备可以考虑通过硬接线方式，利用4-20mA电流这一通用标准信号来采集零散的温度、气体浓度等传感器输出的模拟量。为此需要在原有信号传输线路中增加一个信号分配器，将电流信号分出一路并传送到数据采集设备。而数据采集设备需要配置模拟输入接口。此外，数据采集设备还可根据需要配置开关量输入接口，用于采集部分告警设备的状态信号。

2.1.2 工业以太网

工业以太网具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高（目前最高可达10Gbps）、应用广泛及技术成熟等优点。目前主流的工业以太网技术包括 Ethernet/IP、 PROFINET、EtherCAT、Modbus TCP和 Powerlink等，开放性和兼容性较现场总线有所提升。近年来工业以太网的市场占有率不断提升，已成为企业在新建系统及原有系统升级时主要选择。

数据采集设备可配置工业以太网接口（如Modbus TCP），与支持工业以太网的DCS、PLC等系统、设备进行互通。

2.1.3 软件接口

数据采集设备也可以采用软件接口的方式与企业信息化系统、DCS或SIS等进行数据共享。OPC协议(用于过程控制的对象连接和嵌入）是用于过程控制和制造业自动化系统的常用工业标准，分为经典OPC和OPC UA。其中OPC UA是对经典OPC规范的升级，已成为工业互联网在数据互通领域的重要组成部分。数据采集设备通过OPC UA协议，可以方便地与不同操作系统和不同制造商的设备之间在应用层面进行数据交互，已成为常用的应用层接口协议。

2.1.4 企业外部网络

数据采集设备与监测预警系统之间，需要传送的内容主要包括实时数据和视频图像。实时感知数据的采集频率为秒级，对传输通道的质量有较高要求。需要视频监控的点位包括值班室、监控中心、重大危险源（包括构成重大危险源的罐区、仓库、生产装置等）。标清及高清视频传输对网络带宽提出较高要求。此外，一些企业为了保障生产网安全，要求生产网与互联网之间物理隔离。综合上述需求，可以考虑选择ODN（光分配网）专线、VPN（包括MPLS VPN）等建设企业外部网络。

2.2 监测预警系统建设

监测预警系统根据实际需要分级部署在省、市、县/园区的危化品监管部门。其体系架构在传统云计算应用层（SaaS）、平台层（PaaS）和基础设施层（IaaS）三层服务的基础上，应用工业大数据、人工智能等新技术，具备实时监测、风险预警、闭环处置、检查评估等基本功能，提供PC端和APP等多种方式的应用。

各地可结合本地现有信息化和基础设施资源、应急管理信息化规划、电子政务管控体系等实际情况，有序开展“信息化+”建设，在督促企业落实安全生产主体责任的同时，为各级监管部门提供快速、有效的信息化支撑手段。

2.3 信息安全体系建设