使用石油和天然气生产监控系统打破数据孤岛
本指南可帮助石油和天然气公司建立现代数据管理系统,以监控石油和天然气生产。数据将从物理基础设施引入云端,进行集中化和标准化处理,以便客户轻松访问、管理和使用其运营数据。石油和天然气客户可以使用这些数据来监控、预测和增加产量。
请注意:[免责声明]
架构图
第 1 步
利用 Embassy of Things、TwinTalk 和 Element Unify 等合作伙伴应用程序,使用历史和实时遥测数据。您还可以使用工业协议(如 Modbus 和 OPC)从工业源中获取资产元数据。
Well-Architected 支柱
当您在云中构建系统时,AWS Well-Architected Framework 可以帮助您了解所做决策的利弊。框架的六大支柱使您能够学习设计和操作可靠、安全、高效、经济高效且可持续的系统的架构最佳实践。使用 AWS 管理控制台中免费提供的 AWS Well-Architected Tool,您可以通过回答每个支柱的一组问题,根据这些最佳实践来检查您的工作负载。
上面的架构图是按照 Well-Architected 最佳实践创建的解决方案示例。要做到完全的良好架构,您应该遵循尽可能多的 Well-Architected 最佳实践。
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卓越运营
本指南使用 Amazon CloudWatch 集成对每个单独组件的指标和日志进行监控。您可以使用 CloudWatch 控制台对问题进行故障排除,以识别错误日志并确定根本原因。这有助于确保您在架构良好的环境中持续运营。
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安全性
为了实现安全的身份验证和授权,工业设备和连接合作伙伴可以使用 X.509 证书和策略安全地连接到 AWS IoT Core。一旦使用 AWS,您就可以在 AWS Identity and Access Management(IAM)和 Lake Formation 权限允许的范围内访问数据,实现细粒度的访问控制。
要保护本指南中的数据,请配置 Amazon S3 存储桶,以实现静态加密。流式传输数据将在传输过程中加密,并且将使用安全的工业协议从连接合作伙伴处导出数据,例如开放平台通信统一架构(OPC-UA)和消息队列遥测传输(MQTT)等,而不会使用 Modbus 等不安全的协议导出数据。
在将运营技术组件(例如 SCADA 和历史记录系统)迁移到 AWS 的情况下,按照 Purdue 安全模型的要求,将使用网络防火墙和数据包检查来配置层级分隔。
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可靠性
本指南依赖 Amazon S3 等高可用性无服务器服务来实现高可用网络拓扑。将运营技术组件部署到云端时,必须至少在两个可用区中部署 Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2),以支持高可用性和灾难恢复。这有助于确保数据平台中的所有组件都能从灾难事件中恢复。
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性能效率
延迟和性能取决于本指南的位置。连接合作伙伴提供预处理和批处理,虽然两者都能提高数据质量并降低成本,但也可能增加延迟。我们建议您分析需求,在成本优化和性能之间找到适当的平衡。
此外,为本指南选择的服务专门为支持无服务器数据管道而构建,因此您可以直观地查看生产资产中的运营事件。
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成本优化
评估成本时,请注意设备管理和资产层次结构,以便在选择数据摄取服务时加以考虑。如果您需要管理设备,请添加 AWS IoT Core;如果您需要在保持资产层次结构的同时管理设备,请添加 AWS IoT SiteWise。我们还建议添加 Amazon Kinesis 来管理数据流并添加流分析。
数据从工业来源流向数据代理,再流向现代数据架构,最后流向特定领域的应用程序。流向应用程序的数据是最大的贡献因素,也最难估算。选择一个能够为您的应用程序提供所需性能并且成本合理的数据存储。这可能需要设置 Amazon Redshift 等数据仓库,或者,也可以使用单独的转换,以列格式获得干净的数据,以便于查询。
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可持续性
本指南实施了一种事件驱动型管道架构,该架构有助于确保资源得到一致的利用,并且可以在事件之间将规模缩减到零。
实施资源
提供了在 AWS 账户中进行实验和使用的详细指南。构建指南的每个阶段(包括部署、使用和清理)都将被检查,以便为部署做好准备。
示例代码为起点。它经过行业验证,是规范性但不是决定性的,可以帮助您开始。
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本指南中提及第三方服务或组织并不意味着 Amazon 或 AWS 与第三方之间存在认可、赞助或从属关系。AWS 的指导是一个技术起点,您可以在部署架构时自定义与第三方服务的集成。