天然气输送系统模拟仿真平台技术方案

本发明专利技术提出了一种天然气输送系统模拟仿真平台，包括：模拟管道系统、控制系统、工控信息安全系统和数据库系统，模拟气体由输入端输入模拟管道系统，并由输出端输出至模拟用户端；控制系统与模拟管道系统连接，用于对模拟管道系统进行控制；与控制系统连接，工控信息安全系统用于获取并分析控制系统的运行参数信息；与模拟管道系统、控制系统和工控信息安全系统均连接，用于存储模拟仿真平台的运行数据。该模拟仿真平台可以实景模拟天然气输送的工艺流程，呈现天然气管道输送现场的逻辑控制原理，展示远程攻击后天然气管道输送场景的展示及相应的数据采集及分析，从而利于技术人员对工业控制系统安全漏洞挖掘和防护进行研究。

Simulation platform of natural gas transportation system

【技术实现步骤摘要】
天然气输送系统模拟仿真平台
本专利技术涉及工业信息安全
，尤其涉及一种天然气输送系统模拟仿真平台。
技术介绍
当前全球针对能源行业的工业控制系统的网络攻击呈现出高发趋势，而且网络攻击的手段越发复杂多样化，造成的危害日益加重，给国家安全和人民生活带来了严重的负面影响。这些迫使我们加强对能源行业的工业控制系统的信息安全情况进行研究，并以此为基础提出针对性的解决方案和安全防护措施。研究目前的能源行工业控制系统的仿真测试环境，普遍存在行业针对性强，工业工艺流程还原较低，工业控制的逻辑特征还原不足，而且绝大部分体积庞大导致占地面积过大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是对天然气传输系统进行模拟仿真，本专利技术提出了一种天然气传输系统模拟仿真平台。根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台，包括：模拟管道系统，所述模拟管道系统具有输入端和输出端，模拟气体由所述输入端输入所述模拟管道系统，并由所述输出端输出，所述输出端为模拟用户端；控制系统，所述控制系统与所述模拟管道系统连接，用于对所述模拟管道系统进行控制；工控信息安全系统，与所述控制系统连接，所述工控信息安全系统用于获取并分析所述控制系统的运行参数信息；数据库系统，与所述模拟管道系统、所述控制系统和所述工控信息安全系统均连接，用于存储所述模拟仿真平台的运行数据。根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台，可以实景模拟天然气输送的工艺流程，呈现天然气管道输送现场的逻辑控制原理，展示远程攻击后天然气管道输送场景的展示及相应的数据采集及分析，从而利于技术人员对工业控制系统安全漏洞挖掘和防护进行研究。根据本专利技术的一些实施例，所述模拟仿真平台还包括：组态监控系统，所述组态监控系统通过创建二维和/或三维景观图，以实时显示所述模拟管道系统中所述模拟气体的输送状态。在本专利技术的一些实施例中，所述模拟管道系统包括多级传输管道，相邻的两级所述传输管道之间设有调压设备，所述调压设备与所述控制系统连接。根据本专利技术的一些实施例，所述传输管道上设有油气分离器，用于对所述模拟气体进行油气分离。在本专利技术的一些实施例中，所述传输管道上设有放空阀，用于对所述模拟管道系统中的所述模拟气体进行放空。根据本专利技术的一些实施例，所述传输管道上设有指示器，用于指示所述传输管道的爆裂状态。在本专利技术的一些实施例中，所述工控信息安全系统包括：通信模块，用于与远程设备进行通信，以对所述控制系统进行远程数据采集和分析。根据本专利技术的一些实施例，所述控制系统包括：控制中心，用于对所述模拟管道系统中所述模拟气体的输送进行调度和控制，以及对所述模拟仿真平台的管理和控制权限的分配；场站，用于对所述模拟管道系统中的预设模拟站点处的所述模拟气体的输送进行调度和控制；仪表，用于获取所述模拟管道系统中的运行参数信息。在本专利技术的一些实施例中，所述控制系统包括多个可拆卸的控制器，所述控制器为可编程逻辑控制器或远程终端单元。根据本专利技术的一些实施例，所述模拟气体采用空气压缩机进行压缩的空气。附图说明图1为根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台组成示意图；图2为根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台工艺流程简化图；图3为根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台的组态监控系统监控界面示意图；图4为根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台架构图；图5为根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台工艺组成图。附图标记：模拟仿真平台100，模拟管道系统10，输入端110，输出端120，主干线S0，第一级汇管S1，第二级汇管S2，第三级汇管S3，主阀F0，第一主管道阀门F1，第二主管道阀门F2，第一一级管道阀F11，第二一级管道阀F21，第一二级管道阀F12，第二二级管道阀F22，第三二级管道阀F32，第一三级管道阀F13，第二三级管道阀F23，卧式油气分离器T1，立式油气分离器T2，第一调压阀P1，第二调压阀P2，第三调压阀P3，控制系统20，工控信息安全系统30，数据库系统40，组态监控系统50。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术进行详细说明如后。工业控制系统(IndustrialControlSystem，ICS)简称工控系统，工控系统广泛应用于能源、电力、石油石化、交通等领域，承载着我国大部分的关键基础设施的自动化作业任务，是现代国家战略的重要内容。面对日益严峻的工控安全态势，针对能源行业工控系统的网络安全研究相对滞后。纵观目前工控信息安全的研究进展，主要集中在工控攻击模型和防护体系的构建、工控系统安全漏洞的挖掘、工控系统的动态防护、工控系统的主动防御、工控系统安全问题的测试和验证等问题。由于研究上述问题需要提供研究对象和测试验证平台，因此建立能源行业工控系统的安全测试环境平台装置是目前最重要的环节。调研目前搭建的能源行业的仿真测试环境平台装置，大都存在行业针对性不足，体积庞大、造价高昂，安全攻击和测试效果直观度不够等问题，特别是尚未有完整、系统的工控测试系统进行高仿真度地模拟、还原工业控制作业环境，不利于工控系统的攻防效果评估、攻防场景分析、漏洞危害性验证和安全技术的有效性评估，这些问题严重制约了针对能源行业工控系统的安全研究。搭建能源行业控制系统的仿真测试环境平台，需要选取典型的行业背景和典型的流程工艺。过程控制系统是石油石化行业的典型控制系统，其控制逻辑简单易懂，一般采用离散控制方式，可以兼容多种PLC、RTU等控制器和不同组态软件，是一种很好的工业控制系统信息安全的通用测试平台。基于以上背景内容，本专利技术提出一种集组态监控、数据库系统、电气控制、气动控制于一体的天然气输送系统模拟仿真平台100，可兼容多种PLC和RTU，实景模拟天然气输送的工艺流程，呈现天然气管道输送现场的逻辑控制原理，实现通用化能源输送的安全测试环境平台。如图1所示，根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台100，包括：模拟管道系统10，控制系统20，工控信息安全系统30和数据库系统40。具体而言，结合图1-图3所示，模拟管道系统10具有输入端110和输出端120，模拟气体由输入端110输入模拟管道系统10，并由输出端120输出，输出端120为模拟用户端。控制系统20与模拟管道系统10连接，用于对模拟管道系统10进行控制。工控信息安全系统30与控制系统20连接，工控信息安全系统30用于获取并分析控制系统20的运行参数信息。数据库系统40与模拟管道系统10、控制系统20和工控信息安全系统30均连接，用于存储模拟仿真平台100的运行数据。根据本专利技术实施例的天然气输送系统模拟仿真平台100，可以实景模拟天然气输送的工艺流程，呈现天然气管道输送现场的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气输送系统模拟仿真平台，其特征在于，包括：/n模拟管道系统，所述模拟管道系统具有输入端和输出端，模拟气体由所述输入端输入所述模拟管道系统，并由所述输出端输出，所述输出端为模拟用户端；/n控制系统，所述控制系统与所述模拟管道系统连接，用于对所述模拟管道系统进行控制；工控信息安全系统，与所述控制系统连接，所述工控信息安全系统用于获取并分析所述控制系统的运行参数信息；/n数据库系统，与所述模拟管道系统、所述控制系统和所述工控信息安全系统均连接，用于存储所述模拟仿真平台的运行数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种天然气输送系统模拟仿真平台，其特征在于，包括：
模拟管道系统，所述模拟管道系统具有输入端和输出端，模拟气体由所述输入端输入所述模拟管道系统，并由所述输出端输出，所述输出端为模拟用户端；
控制系统，所述控制系统与所述模拟管道系统连接，用于对所述模拟管道系统进行控制；工控信息安全系统，与所述控制系统连接，所述工控信息安全系统用于获取并分析所述控制系统的运行参数信息；
数据库系统，与所述模拟管道系统、所述控制系统和所述工控信息安全系统均连接，用于存储所述模拟仿真平台的运行数据。


2.根据权利要求1所述的天然气输送系统模拟仿真平台，其特征在于，所述模拟仿真平台还包括：组态监控系统，所述组态监控系统通过创建二维和/或三维景观图，以实时显示所述模拟管道系统中所述模拟气体的输送状态。


3.根据权利要求1所述的天然气输送系统模拟仿真平台，其特征在于，所述模拟管道系统包括多级传输管道，相邻的两级所述传输管道之间设有调压设备，所述调压设备与所述控制系统连接。


4.根据权利要求3所述的天然气输送系统模拟仿真平台，其特征在于，所述传输管道上设有油气分离器，用于对所述模拟气体进行油气分离。


5.根据权利要求3所述的天然气输...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小龙，高建磊，李俊，李耀兵，尹丽波，
申请(专利权)人：国家工业信息安全发展研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11