T-DASIV 003-2024 冶金给排水泵站智慧节能安全管控系统技术要求

ICS号23.100.01CCS号I6429长三角钢铁产业发展协会发布T/DASIV003-2024前言 IV 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 25总体架构 2 25.2系统建设基本要求 25.3系统和网络架构 25.4数据体系 45.5安全体系 56系统功能 56.1节能安全基础信息 56.2节能、安全控制管理 66.3给排水泵站智能节能技术 66.4双重预防机制 7 76.6电子地图与数字建模 77数据交换及传输 88系统信息安全 89技术指标 9 99.2安全等级 9 9 T/DASIV003-2024本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由长三角钢铁产业发展协会提出。本文件由长三角钢铁产业发展协会标准化专业委员会归口。由长三角钢铁产业发展协会负责具体内容的解释。请各使用单位在执行本标准过程中，注意总结经验，积累资料，随时将有关意见和建议本文件起草单位、编写人员如下：主编单位：江苏大学镇江流体工程装备技术研究院南京钢铁集团有限公司中冶赛迪信息技术（重庆）有限公司副主编单位：西安建筑科技大学福建罗源闽光钢铁有限责任公司江苏省镔鑫钢铁集团有限公司参编单位：中建电子商务有限责任公司双轮泵业南京销售有限公司宝钢股份有限公司中兴通讯股份有限公司金鼎钢铁集团有限公司北京建龙重工集团有限公司杭州海康威视数字技术股份有限公司金鼎数字科技有限公司江苏花山阀门公司国汽朴津智能科技（安庆）有限公司上海智共荟智能科技公司无锡市亨达电机有限公司中国造船集团704研究所中南林业科技大学湖南省机械工业标准化中心浙江海是智能科技公司主编委员：陈进汝金同李强副主编委员：李林波潘建洲于原浩朱定华王润泽刘明华姚明盛宋志浩吴建中张金凤编委成员：陈思远张江波顾顺兰胡桥张沛梁前龙邓俊陆爽李阳张志杰冀伟江王雯郝仁杰徐魁生沙伟王志辉巢寓邢培良朱高峰高继颜中玉周宜阳刘嘉王峥陈高峰陈金兵徐广业蔡卫林1T/DASIV003-2024冶金给排水泵站智慧节能安全系统技术要求本文件规定了冶金给排水泵站智慧节能安全系统的总体架构、系统功能、数据交换与传输、系统信息安全要求、量化指标及系统集成要求。本文件适用于冶金行业泵站智慧系统的设计、建设。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款，其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本标准；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T22240信息安全技术网络安全等级保护定级指南GB/T41870工业互联网平台企业应用水平与绩效评价JB/T14165泵给排水系统能效限定值及能效等级3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1泵站智慧节能安全管控系统（umpingstationintelligentenergy-savingsafetycontrolsystem）是一种基于人工智能和物联网技术的泵站节能安全智能运维系统，具备自感知、会描述、自学习、会诊断、可决策、自执行、自适应等若干人工智能特征，即通过采集、传输、处理和分析泵站相关的数据信息，实现状态监测、故障诊断、故障预警、故障告警、运维管理、设备管理、远程维护、预测性维护等功能，最终实现泵站的节能安全运行。3.2B/S结构（Browser/Server）浏览器/服务器模式，是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器，服务器安装数据库。浏览器通3.3IT+OT融合将信息技术（IT）和运营技术（OT）系统整合起来的过程。是数字孪生的前提，也是数字化、智能化的基础。通过对采集到的OT实时数据与IT管理业务数据进行整合与分析，2T/DASIV003-2024实现生产状态的实时监测、在线分析、快速优化、精准执行，实现全面的数据管理和利用，提升数据的价值与利用率。从而达到企业增产、提质、降耗、减少故障、降本增效的目标。4缩略语下列缩略语适用于本文件。5总体架构冶金给排水泵站智慧节能安全管控系统架构宜按照钢铁行业智能制造标准体系及工业互联网应用功能架构进行设计，建立统一的标准与规范体系和节能安全运维保障体系，保证系统规范、安全、稳定运行。系统应全面接入实时监测、视频监控、人员定位、设备状态、安全作业等数据，构建节能安全管理基础信息、重大能源、安全隐患产生源安全管理、双重预防机制、作业过程管理、智能巡检、人员定位等功能，以实现给排水泵站节能安全智慧化运行的目标。5.2系统建设基本要求冶金给排水泵站智慧节能安全管控系统主体应用系统可采用C/S或B/S架构，并应基于主流、开放的平台应用框架进行构建，满足可靠、集成、兼容、可扩展、可维护、安全等性能要求，支撑企业安全风险管控的信息化数字化应用需求，符合但不限于以下要求：——业务流程覆盖，支持实现本文件要求的基本功能；——功能模块化设计、中台化建设，各模块可单独使用；——集成性，提供开放接口，便于与企业现有其他信息系统对接集成；——兼容性，注重融合企业现有系统，实现功能互补，数据互联互通；——可扩展性，企业根据自身建设要求，可以扩展创新应用和场景；——支持跨平台、跨系统运行，支持电脑端和移动设备；——数据标准化，规范各类信息资源元数据和编码规则，统一数据处理机制。5.3系统和网络架构5.3.1冶金给排水泵站节能安全管控系统总体构架划分为设备和仪器仪表及控制调节层、监督控制层、运行执行层和决策层四个层次，以工业互联网标准为引领、工业互联网安全体系为保障，依托数据流、信息流、业务流，支撑企业安全生产全过程、全要素的连接和优化，提升企业节能及安全风险管控能力。具体要求如下：a）设备和仪器仪表及控制调节层：负责管理流程和机械设备的运行，包括传感器、执行器和仪器仪表等各种物理现场设备，这些设备负责在制造过程中收集数据，并将其传送3T/DASIV003-2024至上层进行处理，同时也负责控制泵、闸门、风机等机械设备的操作。控制调节主要实现基本的控制功能，宜采用PLC、DCS等控制设备接收来自现场设备的输入，并根据预先编程的逻辑做出决策。b）监督控制层：负责从PLC、DCS等控制设备收集数据，并为特定区域或流程提供实时监测、数据汇总和有限的控制能力。c）运行执行层：负责管理泵站的运行计划、能耗及安全质量控制以及运维工单等业务的整体协调。该层是车间与企业级系统之间的桥梁。d）决策层：决策系统接收来自下层的数据输入，以支持更高级别的决策。包括用于企业内部泵站运营管理的生产数据、能源数据、安全管理、维修维护、配件管理等资源管理规划系统。5.3.2泵站智慧系统采集设备数据、传感器数据、视频数据等，结合ERP、MES等业务系统的生产、运输、储存各环节实际业务数据和业务流程，实现节能安全生产全过程管理，并开放接口，与应用单位能源安全管控平台对接集成，提升跨层级的安全生产联动联控能力，4T/DASIV003-2024图1智慧系统图5.4数据体系5.4.1应搭建泵站智慧系统数据体系，制定泵站数据采集以及工业互联网标识标准，持续开展数据治理工作，确保数据的完整性和一致性。数据治理体系建设应符合但不限于以下要求：——完善数据标准规范体系，编制应用数据采集标准；——统一数据交换共享规则，编辑数据交换接口规范；——支持以数据服务的形式封装数据，提供统一的数据开发共享能力；——结合国家工业互联网标识标准和企业实际情况，制定企业互联网标识解析规范；——提高数据挖掘和分析功能，以物联网数据为依托，为企业安全生产管理提供决策辅助；5T/DASIV003-2024——开展数据清洗处理、补充完善、质量检查等数据治理工作，确保数据的完整性和一致性；——统一资源目录管理，支持统一的元数据管理，包括元数据的模型设计、模型审核、模型发布、模型变更，以及模型版本管理、关系管理等。5.4.2应建立实时数据库，以实现存储、访问的快速性。5.5安全体系5.5.1系统应全面考虑物理环境安全、网络和通信安全、边界安全、终端安全、云安全、应用系统安全、数据安全、装置及设备安全、处置恢复安全等重点安全防护对象及场景，提供安全保障软硬件配套设施及服务。5.5.2宜通过固件安全增强、漏洞修复加固、补丁升级管理、安全监测审计、加强认证授权、部署分布式拒绝服务（DDoS）防御体系、工业应用程序安全、主机入侵监测防护、漏洞扫描、资源访问控制、信息完整性保护等安全措施，保障核心数据的安全流转和平台的正常运行。5.5.3应加强工控系统安全防护，清晰划分网络安全区域边界，建立健全隔离措施，采用深度解析工控通讯协议的异常监测、网络审计等手段，实现工控系统通讯网络安全，加固工控主机安全，全面提高工控系统的综合安全防护能力。6系统功能6.1节能安全基础信息6.1.1泵站安全管理基础信息泵站的安全管理基础信息宜包括但不限于以下内容：设备能耗及安全信息、生产过程基础信息、设备设施基础信息、泵站人员基础信息等。泵站平台的节能安全运行管理基础信息一方面作为泵站智慧系统的数据来源，另一方面也是以信息化促进泵站数字化、智能化升级。6.1.2泵站运行过程基础信息泵站运行过程基础信息电子档案及线上管理流程，宜包括但不限于工艺名称、节能管控工艺要求，重点监控工艺参数指标、涉及安全的重要因素及管控措施，人员定期巡检要求，巡检点等信息。6.1.3设备设施基础信息对于高温高压、易燃易爆场合的泵站，应建立特种设备和安全设施电子档案及线上管理流程，包括但不限于设备清单及定期检测记录、登记注册表、安全阀清单及定期校验记录、安全仪表联锁清单等。6.1.4泵站人员基础信息宜建立泵站人员基础信息电子档案及线上管理流程，包括但不限于主要负责人、分管安全负责人、泵站在册从业人数、专职安全人员人数、注册安全工程师人数、姓名及身份证号、特种作业人数、值班值守等，有特殊管控要求的区域应支持相关人员从业证书、安全培训临6T/DASIV003-2024期提示。支持从业人员学历、专职安全人员人数、注册安全工程师人数的合规性自诊断，与企业平台数据对接。6.2节能、安全控制管理6.2.1节能安全控制点包保责任落实应建立主要负责人、技术负责人、操作负责人的节能安全管控点包保履职结构化电子记录，做到可查询、可追溯。支持能源安全管理机构对包保责任人履职情况进行在线考核，定期自动生成考核报告。6.2.2在线监测预警在线监测预警要求如下：a）实时监测宜监测泵站中泵装置、水池、换热器等的液位、温度、压力、水质的实时监测数据、报警数据，支持信息查询、历史数据查询、多维度对比、统计分析，实现节能与安全报警监控、报警管理、运行监控、报警处置、报警分析等消息推送、设备管理、预警管理等功能；b）节能安全监控宜建立泵站节能安全运行模型，基于视频、点巡检、设备运行状态等数据实现线上自动点检、信息记录、异常自动告警等；c）视频监控数据智能分析应采用视频监控画面信息，进行重点场所（如泵房、配电房、中控室）、关键部位（如节能安全防控点）的监控视频智能分析，实现对火灾、烟雾、人员违章（中控室脱岗、未定期巡检）等进行全方位的识别和预警。6.2.3风险管控应按重大风险（红）、较大风险（橙）、一般风险（黄）、低风险（蓝）四个级别，对能源安全重大危险源风险的实时评估分析和展示、预警信息及时有效处置和闭环管理，支持消警后上报处置结果、原因分析及整改措施。6.2.4评价/评估报告及隐患管理应支持上传重大能源、安全隐患源的评价报告和重大隐患源专项督导检查问题隐患相关数据，实现重大能源安全隐患源的安全评价报告电子化存档、查阅和问题隐患“三录入”及整改反馈功能。6.3给排水泵站智能节能技术主要用于给排水泵站生产运行的节能管理，在保证泵站安全运行的前提下，应按JB/T14165从装备、设计、控制和运行等方面实现全面的节能优化。7T/DASIV003-20246.3.2装备技术给排水泵站宜选择高效泵型、高效电机及换热设备，提高设备运行效率；用水量变化较大时，宜优先选用转速调节技术，降低无效能耗，采用设备能效模型对设备能效进行实施动态监控。6.3.3仿真优化设计宜采用仿真技术，结合工艺条件和生产需要，对给排水泵站和管道系统进行仿真优化设计，通过仿真模拟计算管网生产运行压力和流量，合理配置泵站并减少管道阻力，促进泵站运行节能。6.3.4泵站智能管控应以泵的特性曲线等用户侧的运行数据为基础，建立数据分析和算法模型，对泵站的运行实现动态寻优管控。以用户的维护保养数据为基础，结合在线的检测仪表，建立水泵健康诊断模型，提高泵站运行维护效率和设备安全运行。6.4双重预防机制应建立泵站有效运行双重预防机制，对泵站风险分析清单、排查任务及隐患治理情况进行管理，实现风险分级动态管控、隐患排查治理闭环管理、机制运行成效监督预警等功能，全面提升安全风险防控水平。6.5网络架构6.5.1基本内容应基于现有网络条件，针对安全风险智能化管控平台建设需要，进行泵站装备和仪器仪表的数字化、网络化改造，建设IT-OT融合的企业内部网络，向“体系化互联”转变。宜与车间、分厂及公司各主管单位及监管部门实现互联互通。6.5.2升级内容宜采用TSN、5G、企业内部网络等网络传输技术，实现数据低延时、高可靠实时通讯。6.6电子地图与数字建模6.6.1基本内容应配置电子地图，应支持利用北斗等平台基本应用。6.6.2升级内容应开展泵站节能安全运行数字建模，将整个泵站运行全流程各环节全要素以可视化和虚拟现实的形式呈现，将设备运行状态、告警信息、点巡检、人员定位数据、视频图像等数据共同显示，并接入数字孪生系统平台，实现面向泵站作业过程的全程三维可视化集中统一管控，加强泵站信息管理和服务。8T/DASIV003-20247数据交换及传输泵站智慧系统提供数据交换系统，应支持对内、对外数据交互，从而形成数据上下贯通、互联共享的数据交换与传输体系。通过使用标准化的接口协议，约定应用和服务进行交互的规范，包括数据传输的格式、传输协议等。数据交换接口应遵循技术中立的原则，选用XML、数据交换与传输应满足以下技术要求：——支持数据双向同步；——支持各种主流操作系统；——支持国内外主流数据库；——支持结构化及非结构化的数据；——提供增量数据自动识别功能。在不修改数据库结构的情况下，系统应能自动识别出需要交换的信息，包括新增、被修改或被删除的信息；——提供管理与监控接口，支持远程管理功能；——提供消息确认和消息选择性重发机制以实现安全可靠的消息传递功能；——提供消息差错处理功能；——提供消息寻址功能，支持信息路由功能；——提供数据交换流程监控功能；——具备良好的可扩展性，可根据交换与共享需求的变化实现系统的扩展部署；——具备与安全等级相应的安全防护措施，具备符合安全等级要求的快速恢复能力；——支持视频流传输技术；——提供数据格式转换、数据填充，数据加密/解密、数据过滤、数据传输、校验和路由等数据交换必需的功能；——支持边缘物联设备接入。8系统信息安全应支持从安全技术体系和安全管理体系两个维度来构建安全体系，见图2。9T/DASIV003-2024图2、安全技术及安全管理体系图安全防护对象应覆盖网络基础设施、信息系统、大数据、物联网、云平台、工控系统、智能设备等，安全保障框架所有安全控制都应以安全方针、策略作为安全工作的指导与依据，落实安全管理和安全技术两大维度的具体实施与维护，以业务系统的安全运营为信息安全保障建设的核心，并辅以安全运维与安全培训贯穿信息安全保障体系的全过程，形成风险可控的安全保障框架体系。其中，安全技术体系应覆盖物理环境安全、终端安全、区域边界安全、通信网络安全、云平台安全、数据安全、应用安全、安全管理中心等要素。9技术指标静态数据（基础数据、第三方、特殊作业、双重预防机制等）传输网络延迟≤1s。视频监控数据传输网络延迟≤0.5s。实时动态数据（传感器感知数据）传输网络延迟≤0.5s，数据更新频次≥2s。9.2安全等级依据GB/T22240确定所需达到的安全等保2.0等级，宜按照安全等保2.