能耗監(jiān)測端設(shè)備是根據(jù)國家發(fā)改委重點用能單位能耗在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范研發(fā)的放置于重點用能單位機房中的集成服務(wù)器，由數(shù)據(jù)接入單元、安全隔離單元、業(yè)務(wù)處理單元組成，具備能源相關(guān)數(shù)據(jù)在線采集、處理、驗證、存儲、上傳、網(wǎng)絡(luò)隔離和遠程升級等功能。
一、能耗監(jiān)測端設(shè)備特點
>>傳輸安全：經(jīng)隔離安全數(shù)據(jù)交換單元同步數(shù)據(jù)，做到內(nèi)外網(wǎng)完全隔離。
>>穩(wěn)定可靠：配置高性能硬件，存儲和電源冗余并支持熱插拔，數(shù)據(jù)熱備。
>>配置靈活：內(nèi)部系統(tǒng)各類參數(shù)可靈活配置，無需專門修改和升級系統(tǒng)。
>>易于擴展：各類接口全面，易于擴展。
>>實施高效：支持各類數(shù)據(jù)接口協(xié)議，無論是現(xiàn)場計量儀表、分布式控制（PLC/DCS）、生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)（SIS/MES）、管理信息系統(tǒng)（ERP/MIS）或手工錄入，均可通過配置接入。
二、產(chǎn)品設(shè)計與研發(fā)遵循以下規(guī)范
《重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)總體架構(gòu)規(guī)范》
《重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)定義規(guī)范》
《重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)能耗監(jiān)測端設(shè)備與系統(tǒng)平臺通信規(guī)范》
《重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)能耗監(jiān)測端設(shè)備功能規(guī)范》
《重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)能源品種采集規(guī)范》
《重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)安全規(guī)范》
《火力發(fā)電行業(yè)重點用能單位能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集技術(shù)指南》
《鋼鐵行業(yè)重點用能單位能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集技術(shù)指南》
《石油石化行業(yè)重點用能單位能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集技術(shù)指南》
《重點用能單位能耗在線監(jiān)測企業(yè)端系統(tǒng)建設(shè)指南》
三、硬件配置
|
主板
|
外部處理單元1塊，內(nèi)部處理單元1塊
|
|
CPU
|
單主板英特爾至強E5CPU，雙核1.8GHz，10M緩存
|
|
內(nèi)存
|
單主板內(nèi)存容量 4GB，頻率 1600MHz
|
|
存儲
|
500GB熱拔插硬盤，支持RAID1數(shù)據(jù)熱備
|
|
隔離
|
采用安全網(wǎng)閘，獨立雙主機“2+1”（外部處理單元、內(nèi)部處理單元+隔離安全數(shù)據(jù)交換單元）架構(gòu)，非IP物理隔離
|
|
顯示器
|
20英寸16:9高分辨率顯示屏
|
|
電源
|
雙路冗余熱備電源，AC 220V±10%，50Hz（滿足 GB12325，220V 單項供電電壓允許偏差范圍要求），整體平均功耗小于450W
|
|
數(shù)據(jù)接口
|
數(shù)據(jù)接入RS232/RS485串口2路（可擴展2路以上）
數(shù)據(jù)接入千兆以太網(wǎng)接口2路（可擴展2路以上）
數(shù)據(jù)發(fā)送千兆以太網(wǎng)接口2路
可擴展WiFi無線數(shù)據(jù)接入；可擴展3G無線數(shù)據(jù)上傳
USB2.0接口1路；VGA 接口1路；Console 接口1路
|
四、軟件功能
4.1 數(shù)據(jù)接入類型及支持的協(xié)議
我司開發(fā)的能耗監(jiān)測端設(shè)備提供數(shù)據(jù)接入的軟件配置工具，支持規(guī)范5.2.1 中列出的協(xié)議配置，配置完畢后，在能耗監(jiān)測端設(shè)備可運行數(shù)據(jù)接入執(zhí)行模塊，按照配置制定的規(guī)則，定時從數(shù)據(jù)采集點獲取數(shù)據(jù)，送入數(shù)據(jù)處理模塊，進行必要的運算處理，生成符合規(guī)范要求的上傳數(shù)據(jù)，再送入數(shù)據(jù)上傳模塊進行編碼上傳，符合國家標準。
4.2 數(shù)據(jù)處理及上傳
數(shù)據(jù)處理及上傳軟件具備如下功能：
>數(shù)據(jù)統(tǒng)計轉(zhuǎn)換：依據(jù)業(yè)務(wù)需求，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式、類型及量綱，得到規(guī)范中要求的數(shù)據(jù)；系統(tǒng)具備設(shè)置計算公式功能，可根據(jù)計算公式統(tǒng)計計算采集上來的各類數(shù)據(jù)，得到國家和省級節(jié)點所需要的最終數(shù)據(jù)。
>數(shù)據(jù)驗證：系統(tǒng)具備依據(jù)重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)制定的各行業(yè)數(shù)據(jù)采集技術(shù)指南的相關(guān)數(shù)據(jù)驗證要求，對接入數(shù)據(jù)進行驗證，判斷能耗數(shù)據(jù)是否正確合理；
>數(shù)據(jù)存儲：本地歷史數(shù)據(jù)可存儲6~12個月，并可以方便導(dǎo)出；
>數(shù)據(jù)展現(xiàn)：系統(tǒng)實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計功能；
>數(shù)據(jù)上傳：上傳數(shù)據(jù)經(jīng)過 HTTPS 協(xié)議加密傳輸。如果數(shù)據(jù)傳輸失敗或超時（網(wǎng)絡(luò)故障），能耗監(jiān)測端設(shè)備將重發(fā) N 次數(shù)據(jù)（由應(yīng)用軟件配置確定，可自定義設(shè)置）。
4.3 運維管理
（1）參數(shù)配置
1) 支持本地參數(shù)配置和遠程參數(shù)配置兩種方式，配置的參數(shù)包含以下內(nèi)容：
a) 數(shù)據(jù)接入硬件接口參數(shù)配置（串口參數(shù)、以太網(wǎng)參數(shù)）；
b) 數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議參數(shù)配置（SQL、OPC、Modbus、DL/T645、CJ/T188）；
c) 安全隔離策略參數(shù)配置；
d) 數(shù)據(jù)發(fā)送硬件接口參數(shù)配置（以太網(wǎng)參數(shù)）；
e) 數(shù)據(jù)發(fā)送協(xié)議參數(shù)配置；
f) 采集方式、采集參數(shù)、數(shù)據(jù)源等配置；
g) 其他系統(tǒng)運維管理參數(shù)配置
2) 本地參數(shù)配置由統(tǒng)一的配置軟件和界面，可通過本地唯一的 Console 接口完成能耗監(jiān)測端設(shè)備的全部參數(shù)配置；
（2）遠程升級
能耗監(jiān)測端設(shè)備具備遠程安裝、卸載、升級應(yīng)用程序的功能，并具備升級失敗后的處理機制。系統(tǒng)定期檢測是否有更新包可用（可自定義設(shè)置檢測頻率）。升級失敗后還原為舊的版本繼續(xù)運行，并記錄錯誤日志，技術(shù)人員可根據(jù)錯誤日志查找具體原因，重新部署程序更新包。
（3）遠程監(jiān)控
能耗監(jiān)測端設(shè)備提供遠程監(jiān)控接口，能夠提供設(shè)備硬件（CPU、內(nèi)存、硬盤等）工作狀態(tài)、應(yīng)用程序運行狀態(tài)、設(shè)備操作系統(tǒng)信息（操作系統(tǒng)類型、版本）等遠程監(jiān)控信息和監(jiān)控錯誤日志信息。
（4）遠程配置
具備通過遠程方式完成本地 Console 接口對能耗監(jiān)測端設(shè)備全部參數(shù)配置功能。
4.4 安全功能
（1） 結(jié)構(gòu)安全及邊界防護
能耗監(jiān)測端設(shè)備應(yīng)具備安全物理隔離功能，能保證重點用能單位互聯(lián)網(wǎng)和重點用能單位信息網(wǎng)或控制網(wǎng)的安全物理隔離，能耗監(jiān)測端設(shè)備的安全物理隔離模塊應(yīng)具備如下功能：
1) 網(wǎng)絡(luò)安全隔離：采用安全的獨立雙主機“2+1”物理隔離系統(tǒng)架構(gòu)，徹底阻斷任何網(wǎng)絡(luò)形式的連接，隔離區(qū)數(shù)據(jù)交換采用 128 位以上私有加密方式傳輸，充分保障數(shù)據(jù)安全；
2) 用戶權(quán)限認證：提供嚴格的身份認證和訪問控制來管理系統(tǒng)配置權(quán)限；
3)數(shù)據(jù)安全過濾：提供過濾數(shù)據(jù)的監(jiān)測及校驗，確保過濾數(shù)據(jù)的完整性，能通過配置確定過濾數(shù)據(jù)的范圍及權(quán)限；提供全面的過濾審計策略，嚴格按照審計策略及用戶 配置執(zhí)行數(shù)據(jù)過濾；
4)產(chǎn)品資質(zhì)認證：我司開發(fā)的能耗監(jiān)測端設(shè)備的安全隔離模塊遵守國標《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備隔離部件安全技術(shù)要求》GB/T 20279 相關(guān)規(guī)定，安全隔離模塊已經(jīng)通過國家權(quán)威安全檢測機構(gòu)的檢測認證，具有計算機信息系統(tǒng)安全專用產(chǎn)品銷售許可證。
（2） 用戶權(quán)限管理及安全審計
1) 我司開發(fā)的能耗監(jiān)測端設(shè)備要求采用國家集中部署的 CA（Certificate Authority）數(shù)字證書進行身份鑒別，實現(xiàn)在數(shù)據(jù)上傳接入過程中對節(jié)點的身份鑒別要求；
2) 對于與國家節(jié)點、省級節(jié)點互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)邊界，能耗監(jiān)測端設(shè)備可以部署防火墻，保證不被非法訪問及攻擊事件的實時監(jiān)測；
3) 在能耗監(jiān)測端設(shè)備所在的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，對企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，可以建立數(shù)據(jù)安全傳輸及物理隔離控制措施，保證數(shù)據(jù)安全傳輸及企業(yè)內(nèi)網(wǎng)邊界隔離要求；
4) 配置軟件和端設(shè)備通信使用雙向認證進行用戶鑒權(quán)。
（3） 通信完整性與保密性
1) 數(shù)據(jù)上傳通過 HTTPS 協(xié)議，實現(xiàn)向與國家節(jié)點、省級節(jié)點之間的安全通信，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄裕?/p>
2) 配置軟件和端設(shè)備通信已對通信數(shù)據(jù)流進行加密傳輸；
（4） 關(guān)鍵文件存儲與備份
1) 我司開發(fā)的能耗監(jiān)測端設(shè)備自身應(yīng)具備冗余機制，防止設(shè)備自身單點故障的發(fā)生，故障處理后具有數(shù)據(jù)重發(fā)機制；
2) 認證證書、密碼文件、配置文件等敏感文件在存儲介質(zhì)上加密儲存；
3) 能耗監(jiān)測端設(shè)備自身所有配置文件可以定期進行備份保存，防止配置意外更改或丟失。備份頻率和時間可通過參數(shù)配置。
4.5 性能指標
|
名稱
|
實現(xiàn)指標
|
|
連續(xù)無故障時間(MTBF)
|
＞30000小時
|
|
絕緣阻抗
|
≥20MΩ
|
|
工作溫度
|
-20℃~+50℃（硬盤除外）
|
|
存儲溫度
|
-30℃~+70℃
|
|
濕度
|
10%~95%，無凝結(jié)
|
|
電子測量儀器振動試驗
|
遵循GB 6587.4
|
|
工業(yè)過程測量和控制裝置工作條件試驗
|
遵循GB/T 17214.1
|
|
電磁兼容試驗
|
遵循GB/T 17626.2、GB/T 17626.3、GB/T 17626.4、GB/T 17626.5
|
|
隔離部件安全技術(shù)要求
|
遵循GB/T 20279
|
能耗監(jiān)測端設(shè)備配套用的安全網(wǎng)閘采用“2+1”模型結(jié)構(gòu)設(shè)計，即內(nèi)網(wǎng)主機系統(tǒng)、外網(wǎng)主機系統(tǒng)加上隔離交換矩陣。 內(nèi)外主機系統(tǒng)采用專有工控主板設(shè)計，性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，隔離交換矩陣采用專有硬件交換電路設(shè)計的雙通道隔離交換模塊，隔離交換模塊擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)。隔離交換模塊基于專有的安全隔離芯片和交換芯片，是內(nèi)外網(wǎng)主機系統(tǒng)唯一的連接部件，因此內(nèi)外主機系統(tǒng)之間不存在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。其中，安全隔離芯片通過多線程并行固化處理將數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)化為自有協(xié)議格式的數(shù)據(jù)包，交換芯片的交換子系統(tǒng)和開關(guān)控制子系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的臨時緩存和安全交換。
通過交換芯片的開關(guān)控制子系統(tǒng)，隔離交換模塊首先斷開彼此之間的物理連接，分別通過安全隔離芯片連接內(nèi)外網(wǎng)主機系統(tǒng)，內(nèi)外網(wǎng)主機系統(tǒng)通過安全隔離芯片將數(shù)據(jù)塊封裝為自有協(xié)議格式寫入交換芯片的交換子系統(tǒng)和/或通過安全隔離芯片讀出交換子系統(tǒng)緩存將自有協(xié)議格式數(shù)據(jù)拆封為數(shù)據(jù)塊，完成一次擺渡；然后隔離交換模塊通過開關(guān)控制子系統(tǒng)斷開與內(nèi)外網(wǎng)主機系統(tǒng)的連接，彼此之間建立連接，自動進行協(xié)商，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，完成二次擺渡。通過這種雙擺渡技術(shù)，內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)永遠不會直接連接，由于采用專門設(shè)計的硬件隔離交換模塊進行數(shù)據(jù)交換，沒有任何管理接口，因此，內(nèi)外網(wǎng)主機系統(tǒng)之間無法進行基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)交換，從而從硬件層面保證了內(nèi)外網(wǎng)主機系統(tǒng)之間的安全隔離。
隔離交換模塊具有獨立的硬件交換控制邏輯，無OS及任何“軟”控制，自主完成數(shù)據(jù)的交換，主機系統(tǒng)只負責把數(shù)據(jù)塊傳遞到隔離交換模塊，由隔離交換模塊根據(jù)硬件控制邏輯自動完成自有協(xié)議的封裝和數(shù)據(jù)交換，自動同步兩側(cè)控制邏輯，進行互斥的讀寫操作，同時還具有自動數(shù)據(jù)完成性校驗，當發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤時，自動重傳，保證數(shù)據(jù)的完全正確，從而實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)主機系統(tǒng)真正的物理隔離交換。
能耗監(jiān)測端設(shè)備配套用的安全網(wǎng)閘所提供的安全隔離與信息交換系統(tǒng)是通過基本模塊實現(xiàn)關(guān)鍵的數(shù)據(jù)交換功能，它是內(nèi)外網(wǎng)主機系統(tǒng)進行信息交換的唯一接口，其他任何功能模塊都建立在基本模塊之上，通過核心層驅(qū)動程序的設(shè)計和隔離交換模塊高速全雙工流水線設(shè)計，使得內(nèi)部數(shù)據(jù)交換達到最大的性能。
其他各功能模塊建立在對通信過程七層還原的基礎(chǔ)上，以模塊化設(shè)計。對常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以獨立的功能模塊完成，用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用需求選用，系統(tǒng)還提供應(yīng)用層檢測二次開發(fā)功能來適應(yīng)特殊的用戶需求。此外，系統(tǒng)提供基于數(shù)字認證的多種遠程管理功能，功能強大的集中管理、日志審計等多種管理手段，有效的幫助用戶使用和管理安全隔離與信息交換系統(tǒng)。
每個主機系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。
4.6 身份鑒別與訪問控制
（1）能耗監(jiān)測端設(shè)備采用國家集中部署的CA數(shù)字證書身份鑒別措施，實現(xiàn)在數(shù)據(jù)上傳和接入過程中對節(jié)點的身份鑒別要求。
（2）在能耗監(jiān)測端設(shè)備所在的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，對企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)建立數(shù)據(jù)安全傳輸及隔離 控制措施，保證數(shù)據(jù)安全傳輸及企業(yè)內(nèi)網(wǎng)邊界隔離要求；
（3）在能耗監(jiān)測端設(shè)備所在的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，對于向國家節(jié)點、省級節(jié)點互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)邊界，建立安全隔離訪問控制及入侵攻擊行為檢測措施，保證能耗監(jiān)測端設(shè)備不被非法訪問及攻擊事件的實時監(jiān)測；
4.6.1 安全審計
能耗監(jiān)測端設(shè)備具備對所有登錄操作、登錄時間、訪問對象、傳輸鏈路資源使用及賬戶變更、管理員登錄操作等情況日志記錄功能，便于事后行為追溯。
4.6.2 通信完整性與保密性
在能耗監(jiān)測端設(shè)備所在企業(yè)端的互聯(lián)網(wǎng)邊界，建立數(shù)據(jù)安全加密傳輸保護、數(shù)據(jù)完整性校驗措施或部署VPN系統(tǒng)，實現(xiàn)向與國家節(jié)點、省級節(jié)點之間的安全通信，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄?、完整性及可用性?/p>
4.6.3 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)
（1）能耗監(jiān)測端設(shè)備采用冗余措施，防止單點故障的發(fā)生。
（2）能耗監(jiān)測端設(shè)備具備策略配置文件等相應(yīng)備份。
（3）能耗監(jiān)測端設(shè)備具備數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)功能。
（4）數(shù)據(jù)備份采取RAID1方式設(shè)定備份周期和時間定期備份。在防止數(shù)據(jù)丟失方面，磁盤管理器具有強大的功能，它支持RAID的第0、1、5級。其中RAID 1級是指把一個驅(qū)動器上的某一分區(qū)在另一個上建立一個鏡像。進行寫操作時，數(shù)據(jù)將向兩個磁盤中寫入同樣的數(shù)據(jù)，讀取時可以從兩個磁盤同時讀取。當驅(qū)動器損壞時，由它的鏡像來進行恢復(fù)。
4.6.4 安全維護管理
能耗監(jiān)測端設(shè)備在安全維護管理方面，我們參照信息系統(tǒng)等級保護安全管理要求，結(jié)合所在的用能單位企業(yè)實際管理情況，在人員、制度及應(yīng)急流程方面分別制定相應(yīng)要求，以加強對設(shè)備運行及數(shù)據(jù)傳輸過程中各類安全突發(fā)事件及時響應(yīng)處置。
五、典型應(yīng)用
六、能耗監(jiān)測系統(tǒng)界面
七、數(shù)據(jù)采集設(shè)置
八、華拓業(yè)績
>>已為福建、安徽、黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆、廣西、江蘇、沈陽、河南、山西、云南共11個?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）建立了省級能耗在線監(jiān)測平臺。
>>已在福建省200余家企業(yè)，其他省份100余家企業(yè)安裝部署能耗監(jiān)測端設(shè)備，涵蓋鋼鐵、火電、石化、冶金、紡織、水泥等多種行業(yè)。
>>實施福建、新疆、安徽三個省份從電力公司電能數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)。
>>參與起草了兩項能耗監(jiān)測平臺的國家標準GB/T29873-2013《能源計量儀表通用數(shù)據(jù)接口技術(shù)協(xié)議》、GB/T29872-2013《工業(yè)企業(yè)能源計量數(shù)據(jù)集中采集終端通用技術(shù)條件》。
聯(lián)系我們
福建華拓自動化技術(shù)有限公司
地址：福州市鼓樓區(qū)軟件大道89號軟件園C區(qū)44號樓
電話：0591-87892010
傳真：0591-87893851
http://www.fjht.com.cn