2個月交付：羅克韋爾自動化創(chuàng)造海洋平臺中控系統(tǒng)交付新紀錄

挑戰(zhàn)

• 近10年來，我國新增石油產(chǎn)量的53%來自海洋，海上油氣的勘探和開發(fā)正成為我國原油產(chǎn)量上升的主力。

解決方案

• 憑借成熟的項目管理和工程實施經(jīng)驗，羅克韋爾自動化終贏得了客戶的信任，為WC 9-2/9-3 CEP平臺設計和實施全面的中控系統(tǒng)（PCS）解決方案和服務。

成果

• 2016年9月30日，距離項目簽約僅僅2個月的時間，羅克韋爾自動化的中控系統(tǒng)成功在天津保稅區(qū)交付，創(chuàng)造了海上平臺中控系統(tǒng)交付時間的新紀錄。
• 2017年1月5日，大型吊裝作業(yè)圓滿完成，文昌9-2/9-3 CEP主體結(jié)構(gòu)順利封頂；
• 2017年5月31日，中國南海西部油田大，重達12800噸的文昌9-2/9-3CEP組塊在南海成功進行了浮托安裝。

• 背景

  陸上石油資源的日益緊張導致*開始探尋新的能源供給資源，各國開始走向海中取油之路，海底油氣特別是深海油氣將是未來世界油氣資源接替的重要區(qū)域。隨著智能制造浪潮的到來，海洋平臺作為海上油氣資源勘探、開發(fā)的重要基礎性設施，正在利用智能化控制技術(shù)，提高生產(chǎn)的安全性和效率。

  文昌9-2/9-3/10-3氣田群位于南海西部海域，氣田群包括新建1座文昌9-2/ 9-3中心平臺（簡稱WC 9-2/9-3 CEP平臺）、1座WC10-3水下生產(chǎn)系統(tǒng)、1條WC10-3水下生產(chǎn)系統(tǒng)至WC 9-2/9-3 CEP平臺的海管、1條WC9-2/9-3CEP 平 臺 至 現(xiàn) 有WC8-3WHPB平臺的海管和1條WC9-2/9-3CEP平臺至WC10-3水下生產(chǎn)系統(tǒng)的海底電纜。

  WC10-3水下生產(chǎn)系統(tǒng)的物流經(jīng)過新建的WC10-3水下生產(chǎn)系統(tǒng)至WC9-2/9-3 CEP的海底管道輸送至WC9-2/9-3 CEP平臺，與WC9-2/ 9-3 CEP平臺生產(chǎn)的油氣水混合。混合后的油氣水進入WC9-2/9-3 CEP油氣分離處理系統(tǒng)，其中，經(jīng)處理滿足要求的干氣通過新建海底管道接入崖城-香港輸氣管線給香港供氣；分離出的凝析油和水通過新建的WC9-2/9-3CEP平臺至現(xiàn)有WC8-3WHPB平臺的海管進入WC8-3WHPB平臺，并對WC8-3WHPB平臺進行相應的改造，再經(jīng)過現(xiàn)有管線和現(xiàn)有WC8-3WHPA、現(xiàn)有WC14-3WHPA，終

  輸送到現(xiàn)有的“海洋石油116”浮式生產(chǎn)儲油裝置（簡稱FPSO），在FPSO上處理合格的原油外輸，處理達標后的含油生產(chǎn)水排放。相較于以往平臺，WC 9-2/9-3 CEP平臺的工藝更加復雜，建造難度更大，對于平臺的中控系統(tǒng)也提出了更高的要求。

  挑戰(zhàn)

  WC 9-2/9-3 CEP平臺的中控系統(tǒng)總點數(shù)約3000點，屬于大中型規(guī)模，且該項目的系統(tǒng)功能與工藝較以往平臺更復雜，建造難度更大。這種規(guī)模的中控系統(tǒng)一般需要5至6個月生產(chǎn)周期，但項目要求在2個月內(nèi)交付。這對于中控系統(tǒng)供應商的項目管理和工程能力都提出了很大的挑戰(zhàn)。

  在系統(tǒng)的功能和集成度方面，WC 9-2/9-3 CEP平臺也提出了很高的標準，要求安全子系統(tǒng)和過程控制子系統(tǒng)均集成于統(tǒng)一的架構(gòu)和平臺中，并且能很容易進行擴展；安全子系統(tǒng)緊急停車系統(tǒng)（ESD）和火災與氣體檢測/保護系統(tǒng)（F&G）要求1：1冗余，并且達到SIL 3等級。

  此外，系統(tǒng)要求增加與水下系統(tǒng)的通信以及與香港終端的聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)在中控室監(jiān)測和控制水下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。由于與香港終端之間的距離較遠，需要通過衛(wèi)星和微波信號進行傳輸，尤其是衛(wèi)星的帶寬租用費用較高，要考慮如何降低數(shù)據(jù)傳輸降低成本。

  解決方案

  在項目的執(zhí)行過程中，羅克韋爾自動化密切與用戶、設計院和BV多方溝通，細化需求和技術(shù)要求。由于項目交貨時間短，而且涉及大量第三方國外采購，采購周期長，為實現(xiàn)按時交付，羅克韋爾自動化的項目團隊每周都與供應商確定和更新供貨進度，并且采取了一系列措施加快交付速度，包括緊急調(diào)貨和催貨、所有離線工作同步完成、邀請用戶來到工廠共同協(xié)調(diào)工作并加快系統(tǒng)集成工作。

  在整個系統(tǒng)的BV認證方面，羅克韋爾自動化嚴格按照設計規(guī)范設計，與BV工程師密切配合和，并納入項目進度管理中，在邀請BV驗船師到工廠進行驗收前，做好嚴格和詳細地內(nèi)部測試，保障了WC 9-2/9-3 CEP平臺的按時交付。

  從自動化角度看，項目大的亮點當屬整個自動化中控系統(tǒng)將過程控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)有效融合在PlantPAx集成架構(gòu)之下。

  總體上來看，PlantPAx系統(tǒng)集成了羅克韋爾自動化核心集成架構(gòu)的過程自動化能力和市場伙伴的技術(shù)，在一個共同系統(tǒng)和解決方案框架下，提供了一個可伸縮和開放式的過程解決方案。因此，在文昌氣田群聯(lián)合開發(fā)項目中，基于PlantPAx集成架構(gòu)實現(xiàn)了過程控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)的全面集成，其中過程控制系統(tǒng)由 Allen-Bradley ControlLogix可編程自動化控制器控制，安全子系統(tǒng)ESD和F&G由AAdvance安全控制器控制， 2個平臺之間通過EtherNet/IP 網(wǎng)絡進行工作，并終通過FactoryTalk View SE實現(xiàn)了工程組態(tài)和現(xiàn)場操作。安全子系統(tǒng)ESD和F&G均實現(xiàn)1：1冗余，并且達到SIL 3等級。

  此外，文昌9-2/9-3/10-3項目要求中控系統(tǒng)與水下系統(tǒng)實現(xiàn)通信，實現(xiàn)在中控室監(jiān)測和控制水下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，這也是羅克韋爾自動化的PCS系統(tǒng)與水下控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。水下控制系統(tǒng)是安裝在附近海洋平臺上或浮式生產(chǎn)設施上，通過臍帶管纜對水下各種設施和 裝置進行遙控操作，并對運行狀態(tài)進行監(jiān)測的控制系統(tǒng)，簡稱MCS。

  該項目中需要實現(xiàn)通信的水下系統(tǒng)采用的正是羅克韋爾自動化的ControlLogix系統(tǒng)，這也為中控系統(tǒng)與水下系統(tǒng)間的通信提供了便利。

  由于水下系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜，又要進行讀寫操作，如果通過Modbus通信，不僅工作量大，而且后期調(diào)試繁瑣，數(shù)據(jù)校對冗雜。由于PCS系統(tǒng)和MCS系統(tǒng)均采用ControlLogix平臺，所以終采用的方案為MCS交換機接入PCS遠程機架的以太網(wǎng)模塊，通過ControlNet和EtherNet，數(shù)據(jù)直接進入中控系統(tǒng)的HMI畫面，不僅實現(xiàn)了通信冗余，而且PCS和DCS之間沒有任何數(shù)據(jù)的混淆。PCS直接將MCS數(shù)據(jù)功能塊和數(shù)據(jù)類型進行移植，結(jié)合PlantPAx構(gòu)架，地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)讀寫操作。

  除了與水下系統(tǒng)實現(xiàn)通信，文昌9-2/9-3/10-3項目還需要與香港終端進行聯(lián)調(diào)。由于終端之間距離較遠，需要通過衛(wèi)星和微波信號進行傳輸，但衛(wèi)星的帶寬租用費用高，所以項目并沒有采用“打包”發(fā)送數(shù)據(jù)的方式，而是采取“用哪些數(shù)據(jù)取哪些”的方式。羅克韋爾自動化通過FactoryTalk Gateway服務平臺幫助客戶實現(xiàn)了這一功能。數(shù)據(jù)服務器安裝FactoryTalk Gateway并添加數(shù)據(jù)后，在文昌中控平臺終端僅需幾步操作，其他終端即可讀取FactoryTalk Gateway中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)終端之間的關(guān)斷和數(shù)據(jù)交換。該通信模式方便快捷，平臺上的值班工程師也能夠很快地了解和掌握，有利于后期的維護和改造。

  效果

  從以往經(jīng)驗來看，如此規(guī)模的中控系統(tǒng)在2個月交付幾乎是天方夜譚。羅克韋爾自動化創(chuàng)造此“奇跡”采取了一系列創(chuàng)新的項目管理辦法，同時加快了系統(tǒng)設計、組態(tài)和集成進度。2016年7月26日，項目召開CEP平臺中控系統(tǒng)開工會，8月2日開始設計，9月28日系統(tǒng)盤柜抵達天津港海關(guān)，約1個月后中控系統(tǒng)已經(jīng)“奔赴”珠海建造場地。

  項目的成功離不開雙方的共同秉持的合作共贏的態(tài)度。從項目啟動開始，羅克韋爾自動化的項目團隊就想用戶之所想，在故障處理和功能實現(xiàn)等方面全力滿足用戶的定制化要求。積極主動地與用戶項目組溝通，克服了項目規(guī)模大、集成難度高、項目進度緊和現(xiàn)場施工困難等一系列問題，保質(zhì)保量地完成了用戶要求的工作，很好地配合了現(xiàn)場的施工進度，為項目終按進度投產(chǎn)提供了保障。

  該項目的項目組負責人對羅克韋爾自動化的出色表現(xiàn)給予了高度的肯定，并感謝羅克韋爾自動化對文昌9-2/9-2/10-3氣田群項目的大力支持，“羅克韋爾自動化的項目成員在該項目的系統(tǒng)集成、現(xiàn)場調(diào)試和技術(shù)溝通支持上投入了大量的精力，以專業(yè)的技術(shù)功底和積極主動認真的工作態(tài)度出色地完成了文章平臺中控系統(tǒng)的設計和實施工作，幫助終用戶獲取了寶貴的時間和進度 ！ ”

  隨著文昌9-2/9-3 CEP平臺的落成，羅克韋爾自動化的中控系統(tǒng)也將隨之“揚帆出海”。憑借出色的項目管理和工程服務能力，未來，羅克韋爾自動化集成控制和安全的控制系統(tǒng)將幫助更多的海上平臺提高勘探開發(fā)效率和安全，打造綠色、安全和智能化的海上石油開采基地。