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主體結構順利封頂；
• 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，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?；旌虾蟮挠蜌馑M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的過程自動化能力和市場伙伴的技術，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)結構復雜，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，結合PlantPAx構架，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，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)試和技術溝通支持上投入了大量的精力，以專業(yè)的技術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。