背景
隨著能源價(jià)格的上漲以及陸上資源逐漸枯竭，世界各國開始探尋新的能源供給資源，走向海中取油之路。中國也將海洋工程發(fā)展列入新興產(chǎn)業(yè)高端裝備制造中，海洋石油大開發(fā)的時(shí)代已經(jīng)來臨。
作為海洋石油開發(fā)的佼佼者，某大型石油企業(yè)計(jì)劃在2014年實(shí)現(xiàn)南海東部海域的恩平油田群的投產(chǎn)。該油田群包括惠州25-8油田、恩平24-2 油田、西江24-3油田和番禺10- 2/5/8油田，其所產(chǎn)石油將被輸送到 “海洋石油118”浮式生產(chǎn)儲油卸油輪(FPSO)上。FPSO可對原油進(jìn)行初步加工并儲存，被稱為“海上石油工廠”。據(jù)估計(jì)，在高峰期，僅恩平24-2油田的最高產(chǎn)量就有望達(dá)到每天4.6萬桶。如此大規(guī)模的海上油田項(xiàng)目，對FPSO的處理能力、安全性和穩(wěn)定性都提出了極高的要求，需要采用最先進(jìn)的信息和自動化控制解決方案，保障FPSO的高效和安全生產(chǎn)。
挑戰(zhàn)
FPSO作為生產(chǎn)儲油船負(fù)責(zé)對開采的石油進(jìn)行油氣分離、處理含油污水、動力發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品的儲存和運(yùn)輸?shù)裙ぷ?，是集人員居住與生產(chǎn)指揮系統(tǒng)于一體的綜合性的大型海上石油生產(chǎn)基地。“海洋石油118” FPSO更是一個(gè)海洋油田開發(fā)的“航空母艦”，其設(shè)計(jì)載重量為15萬噸，原油日處理能力最高達(dá)到5.6萬桶(約8900立方米)，自動化控制規(guī)模大，控制的總硬點(diǎn)數(shù)達(dá)3000余點(diǎn)， 軟點(diǎn)約4000點(diǎn)。
此外，秉承綠色和安全的設(shè)計(jì)
理念，“海洋石油118”FPSO對于安全相關(guān)的系統(tǒng)，如應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)(ESD)和火氣監(jiān)測系統(tǒng)(FGS)均要求1：1冗余，并且達(dá)到SIL 3等級。
與此同時(shí)，項(xiàng)目在系統(tǒng)的集成度和可擴(kuò)展性方面也提出了極高的要求，過程控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)都要集成在統(tǒng)一的架構(gòu)和平臺中，并且易于擴(kuò)展。項(xiàng)目自動化解決方案部分的整體工期非常緊張，只有不到半年的時(shí)間。
解決方案
PlantPAx核心系統(tǒng)由工程開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)范圍的可視化和多策略的過程控制構(gòu)成，規(guī)模從小型、單一設(shè)備系統(tǒng)到大型、高度分布式和多區(qū)域的應(yīng)用?？傮w上來看，PlantPAx 系統(tǒng)集成了核心集成架構(gòu)的過程自動化能力和市場領(lǐng)先伙伴的技術(shù)，在一個(gè)共同系統(tǒng)和解決方案框架下，提供了一個(gè)可伸縮、開放式和高性價(jià)比的過程解決方案。核心系統(tǒng)可以通過增加選項(xiàng)功能，諸如批處理、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)或者資產(chǎn)管理進(jìn)行擴(kuò)展，同時(shí)能夠滿足關(guān)鍵過程控制、可用性和安全的要求。
在“海洋石油118” FPSO項(xiàng)目中，過程控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)有效地融合在PlantPAx集成架構(gòu)之下。其中，PlantPAx過程控制系統(tǒng)采用Allen-Bradley ControlLogix可編程自動化控制器(PAC)，安全系統(tǒng)由AAdvance安全控制器控制，兩個(gè)系統(tǒng)之間通過EtherNet/IP 通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作，并最終通過FactoryTalk View SE實(shí)現(xiàn)了工程組態(tài)和現(xiàn)場操作。在第三方設(shè)備的選擇上，羅克韋爾自動化也將 EtherNet/IP 通信方式作為選擇標(biāo)準(zhǔn)，比如跨平臺的光端機(jī)SDH，從而實(shí)現(xiàn)FPSO中各系統(tǒng)和設(shè)備間的互聯(lián)。
在項(xiàng)目的執(zhí)行過程中，羅克韋爾自動化密切與用戶、設(shè)計(jì)院和BV多方溝通，細(xì)化需求和技術(shù)要求。特別是在整個(gè)系統(tǒng)的BV認(rèn)證方面，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)，與BV工程師密切配合和聯(lián)系，并納入項(xiàng)目進(jìn)度管理中，在邀請BV驗(yàn)船師到工廠進(jìn)行驗(yàn)收前，做好嚴(yán)格和詳細(xì)地內(nèi)部測試，高效而全面地設(shè)計(jì)和執(zhí)行了羅克韋爾自動化在中國的首個(gè)FPSO項(xiàng)目。
在該項(xiàng)目中，還涉及到大量的第三方海外設(shè)備采購，采購周期較長，為保證工期，羅克韋爾自動化每周都與供應(yīng)商確定和更新供貨進(jìn)度。
效果
“海洋石油118”FPSO借助羅克韋爾自動化提供的PlantPax集成架構(gòu)，通過 EtherNet/IP和ControlNet將過程控制系統(tǒng)、應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)和火氣監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了過程可視化和實(shí)時(shí)性，大大降低了設(shè)備的總體擁有成本。
從2013年5月到2013年10月，羅克韋爾自動化的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在不到半年的時(shí)整個(gè)方案的設(shè)計(jì)和執(zhí)行，克服了項(xiàng)目規(guī)模大，集成難度高，項(xiàng)目進(jìn)度緊，現(xiàn)場施工困難等一系列問題，保質(zhì)保量地完成了用戶的要求，很好地配合了現(xiàn)場的施工進(jìn)度，最終保證了項(xiàng)目按進(jìn)度投產(chǎn)。該項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人對于羅克韋爾自動化對“海洋石油118”項(xiàng)目的大力支持表示了由衷的感謝，“羅克韋爾自動化的團(tuán)隊(duì)參加了‘海洋石油118’中控系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和保運(yùn)工作。工作中團(tuán)隊(duì)成員非常積極主動，認(rèn)真負(fù)責(zé)，急我方之所急，克服工作界面眾多、時(shí)間跨度大、作業(yè)場所受限和現(xiàn)場支持性資源短缺等客觀制約因素和實(shí)際困難，出色地完成了中控系統(tǒng)的所有相關(guān)工作。”
FPSO的規(guī)?；蛯I(yè)化程度是一個(gè)國家在海洋石油開發(fā)領(lǐng)域綜合實(shí)力的體現(xiàn)。憑借全集成的控制和安全解決方案，羅克韋爾自動化將幫助更多中國FPSO制造運(yùn)營企業(yè)打造高效、安全、和綠色的 “海上石油工廠”，為中國發(fā)展海洋石油裝備事業(yè)，推進(jìn)建設(shè)海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略作出貢獻(xiàn)。
（轉(zhuǎn)載）
