現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在海洋石油工業(yè)的應(yīng)用

1引言

　　隨著3C技術(shù)即計(jì)算機(jī)（Computer）、控制（Control）、通信（CommunicatiON）迅速發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在制造業(yè)和流程工業(yè)中的應(yīng)用正在持續(xù)的快速增長(zhǎng)，由全數(shù)字化的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)代替半數(shù)字化及模擬量控制系統(tǒng)已成為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
　　
　　自20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，中國(guó)海洋石油總公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中海油）相關(guān)技術(shù)人員持續(xù)跟蹤關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)總線這一標(biāo)志自控領(lǐng)域一場(chǎng)革命的技術(shù)，并于2002年首次提出將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用于旅大油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，獲得了上級(jí)批準(zhǔn)并進(jìn)行實(shí)施。其中旅大10-1平臺(tái)于2005年1月28日正式投產(chǎn)，旅大5-2平臺(tái)正在建設(shè)中，這項(xiàng)新技術(shù)的實(shí)施標(biāo)志著海洋石油自動(dòng)化新時(shí)代的開(kāi)始。
　　
　　旅大項(xiàng)目能夠提前62天投產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用功不可沒(méi)。在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試階段，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的優(yōu)越性，人們已有了初步體會(huì)。由于采用了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，使得設(shè)計(jì)、繪圖的工作量簡(jiǎn)化，布線及調(diào)試時(shí)間大大縮短，安裝成本得以降低。不僅如此，油田投產(chǎn)后，在其運(yùn)行應(yīng)用過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)所帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益還將會(huì)進(jìn)一步顯現(xiàn)，如：出色的診斷能力；檢修、維護(hù)的方便性；提高資產(chǎn)效率、降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本等。

　　旅大油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)應(yīng)用于過(guò)程控制領(lǐng)域，在該領(lǐng)域占主導(dǎo)地位的現(xiàn)場(chǎng)總線主要有基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF（H1，HSE）和ProfibusPA?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF應(yīng)用領(lǐng)域主要是石化、電力、冶金等連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制，在公開(kāi)性、公正性、互操作性等方面也具有明顯特點(diǎn)。而旅大油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目是一個(gè)快馬加鞭的項(xiàng)目，工程進(jìn)度的要求超越常規(guī)，基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF具有專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)工程軟件（FFDesignTool）使得設(shè)計(jì)工作、計(jì)算工作變得簡(jiǎn)單，對(duì)于縮短設(shè)計(jì)工期起到至關(guān)重要的作用。所以最終選擇基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF作為中海油首個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的信息傳輸載體。

2現(xiàn)場(chǎng)總線在旅大油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中的應(yīng)用
　　
　　(1)項(xiàng)目概況
　　
　　旅大4-2/5-2/10-1油田地處渤海遼東灣中部海域，位于SZ36-1油田CEP平臺(tái)（已建）的西南方向，該油田原油產(chǎn)能規(guī)模為208.2′104m3/a，在旅大5-2油田建一座8腿綜合平臺(tái)（DPP）；在旅大10-1油田建一座8腿中心平臺(tái)（CEP）和一座4腿井口平臺(tái)（WHPA）其間由棧橋連接；在旅大4-2油田建一座4腿井口平臺(tái)（WHPB），如圖1所示。

　　(2)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　
　　考慮到大型綜合性平臺(tái)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)效益更明顯因此決定在旅大5-2和旅大10-1平臺(tái)采用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，旅大4-2平臺(tái)仍采用傳統(tǒng)系統(tǒng)。
　　
　　LD5-2/LD10-1平臺(tái)的控制系統(tǒng)包括：過(guò)程控制系統(tǒng)（PCS）、緊急關(guān)斷系統(tǒng)（ESD）和火/氣探測(cè)系統(tǒng)（FG）。其PCS采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（Fisher-RosemountDELTAV），H1采用FF現(xiàn)場(chǎng)總線，H2采用HSE100M以太網(wǎng)。ESD采用安全儀表（SIS）控制系統(tǒng)，F(xiàn)G采用專(zhuān)用的火/氣控制系統(tǒng)。
　　
　　(3)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段設(shè)計(jì)
　　
　　旅大10-1油田CEP/WHPA平臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)具有208個(gè)FF裝置，23個(gè)模擬量輸入，總線上布有28個(gè)FF網(wǎng)段和6個(gè)FISCO本安網(wǎng)段。