飞腾+FPGA+AI电力行业智能数据采集与分析网闸解决方案

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行业痛点:

      安全物联网闸在监控平台中的具体作用：35KV变电站是煤矿的动力核心，采矿人员上下井、煤炭提升输送、矿井通风等核心设备均依靠变电站提供电源。监控中心及时掌握变电站的运行状态对煤矿的安全生产非常重要。如若外部通过监控网络来控制变电站会造成严重的后果。网闸既方便了中央监控室及时查看到变电站的运行情况，又在物理上阻断了从外部控制变电站设备的通道，解决了这个两难困境。

      宝雨山矿综合自动化监控平台项目需要采集35KV变电站的运行数据在中控室集中显示，由于变电站继电保护系统使用的是许继104规约，而监控软件不支持此规约，导致数据采集不到。由于监控系统环网会连接到互联网，为了保证变电站的绝对信息安全要求数据流从物理上是单向数据流（即只能从变电站采集数据，而不能给变电站发送任何数据）。

      使用飞腾处理器和麒麟操作系统的安全物联网闸支持多种工业协议和电力规约，可以通过许继104规约把35KV变电站的运行数据采集到，再以常见的Modbus TCP协议转发给监控软件，这样监控画面能够及时看到变电站的运行状态。安全物联网闸可以从物理上保证数据是单向通行（即只能从变电站发出，不能发送到变电站控制网络），因此可以避免变电站被外部网络远程控制。

方案详情:

      安全物联网闸内侧通过以太网接口连接35KV变电站的许继电气继电保护系统，通信协议是许继104规约（标准104电力规约的定制版，很多网关/网闸不支持此规约），采集遥信、遥测、和遥脉数据两千多条，采集周期1秒，数据采集到网闸内侧后，通过内部单向通道发送给网闸外侧，网闸外侧通过以太网接口连接到公司环网，通信协议是Modbus TCP。

    变电站的许继电气继电保护系统所用协议并非标准的IEC60870-5-104规约，而是基于此规约的定制版本，因此绝大部分实现监控功能的SCADA软件以及很多网闸并不支持此通信协议，中国系统网闸支持的多种电力规约中就有许继定制版的 IEC60870-5-104规约，网关只需配置现场的参数便可将数据从继电保护系统采集到网闸，并以方便接收的Modbus TCP 或者OPC UA等多种接口将数据上传到SCADA软件。

    项目网闸使用了自主设计生产的奔腾CPU和麒麟操作系统，从网闸系统底层做到了可信，将外部利用CPU和操作系统底层漏洞攻击网闸的风险降到最低。煤矿及变电站的生命周期是几十年，甚至更长，需要网闸的备件能长期可靠供应，由于网闸采用了纯国产CPU，可以确保网闸核心部件的长期可靠供应。飞腾CPU是自主可信的CPU，广泛应用政府及对信息安全高要求的各行业，是网闸信息安全的基石。

    主要硬件参数和网络拓扑图如下：

    方案实施效果：

    2020年7月实施以来，安全物联网闸7x24小时稳定运行至今。满足了客户采集数据、单向隔离保护的要求。同时深圳信迈的安全物联网闸采用国产自主创新的飞腾CPU和麒麟操作系统以及自研网闸引擎保障可靠供应。

成功案例:

    河南能源集团宝雨山矿综合自动化监控平台项目

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