现场总线技术在海洋石油工业的应用

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1、现场总线技术在海洋石油工业的应用1引言随着3C技术即计算机(Computer)^控制(Control)、通信(Communication)迅速发展，现场总线技术在制造业和流程工业中的应用正在持续的快速增长，由全数字化的现场总线控制系统代替半数字化及模拟量控制系统已成为工业口动化控制系统结构发展的必然趋势。口201比纪90年代中期以來，中国海洋石油总公司(以下简称中海油)相关技术人员持续跟踪关注现场总线这一标志自控领域一场革命的技术，并于2002年首次提出将现场总线技术应用于旅人汕出开发项日，获得了上级批准并进行实施。其屮旅大10・1平台于2005年1刀28口正式投产，旅大5-2平台正在

2、建设中，这项新技术的实施标志着海洋石油自动化新时代的开始。旅人项1=1能够提前62天投产，现场总线技术的应用功不可没。在项tJ的设计、安装、调试阶段，对于现场总线技术的优越性，人们已有了初步体会。由于采用了现场总线技术,使得设计、绘图的工作量简化，布线及调试时间大大缩短，女装成本得以降低。不仅如此,油田投产后，在其运行应用过程中，现场总线技术所带來的长远利益还将会进一步显现，如：出色的诊断能力；检修、维护的方便性；提高资产效率、降低运转成木等。旅大汕田开发项日的现场总线控制系统应用于过程控制领域，在该领域占主导地位的现场总线主要冇基金会现场总线FF(Hl,HSE)和ProfibusPA

3、。基金会现场总线FF应用领域主耍是石化、电力、冶金等连续牛产过程控制，在公开性、公止性、互操作性等方面也具有明显特点。而旅大油m开发项目是一个快马加鞭的项目，工程进度的要求超越常规，基金会现场总线FF具有专门的设计工程软件(FFDesignTool)使得设计工作、计算工作变得简单-，对于缩短设计工期起到至关重要的作用。所以最终选择基金会现场总线FF作为中海油首个现场总线控制系统的信息传输载体。2现场总线在旅大油m开发项目中的应用(1)项口概况旅人4-2/5-2/10-1汕山地处渤海辽东湾中部海域，位于SZ36-1汕山CEP平台(已建)的西南方向，该油FT1原油产能规模为208.2^10

4、4m3/a,在旅大5・2油［T1建一座8腿综合平台(DPP)；在旅人1()・1汕田建一座8腿中心平台(CEP)和一座4腿井口平台(WHPA)其间由栈桥连接；在旅大4・2汕田建一座4腿井口平台(WHPB),如图1所示。(2)控制系统设计考虑到大型综合性平台应用现场总线技术效益更明显因此决定在旅大5-2和旅大10・1平台采用现场总线系统，旅人4・2平台仍采用传统系统。LD5-2/LDI0-1平台的控制系统包括：过程控制系统(PCS)、紧急关断系统(ESD)和火/气探测系统(F&G)。其PCS采用现场总线控制系统(Fisher-RosemountDELTAV),Hl采用FF现场总线，H2采用

5、HSE100M以太网。ESD釆用女全仪表(SIS)控制系统，F&G采用专用的火/气控制系统。(1)现场总线网段设计旅大10-1油田CEP/WHPA平台的现场具有208个FF装置，23个模拟量输入，总线上布冇28个FF网段和6个FISCO本安网段,如图2所示。图1旅±5-2/10-1/4-2油田控制系统图旅大5-2汕山DPP平台的现场具有178个FF装置，28个模拟最输入，总线上布有16个FF网段和7个FISCO本安网段。考虑到现场总线技术是首次在海上汕(气)田开发项1=1屮获得应用，因此设计中留有较多的余量，在正常情况下一个FF网段接16个FF装置，1个FISCO本女网段可接12FF装

6、置。但在本项目中一个FF网段只连接了9个FF装置，1个FISCO本安网段只连接了10个FF装置。图2旅大10-1CEP/WHPA平台网段布置图(2)端子及接线设计由于采用了现场总线控制系统，使得控制系统电缆、桥架、本女女全栅与端子柜，I/O模板等的使用量大大减少，并减少了机架底板、电源等。旅人10-1汕IIICEPAVHPA平台的现场，还采用了模块化快速连接电缆接线方式。这种接线方式具有的优势是，减少安装时间，避免错谋接线，即使断开某一设备却不影响网段其它设备工作，节省调试时间等，充分体现出总线设计的优越性。(3)先进技术在经济效益上的体现现场总线技术的应用给旅人汕出开发项1=1带来了

7、直接的经济效益，具体表现如2•简化工程设计，具有专门的设计工程软件(FFDesignTool)口动牛成各类图纸，使得设计、绘图工作简化，设计时间缩短，节省人力、物力，并为项目设计进度赢得宝贵的时间。•彻底分散的分布式结构将1对1模拟信号传输方式变为1对N的数字信号传输方式，节省了模拟信号传输过程中大量的A/D、D/A转换装置。•控制功能下装使危险更分散，人人缩短控制周期。•各类I/O卡件，端子等减少75%0•现场布线工作量减少，降低了安装成本，