2個月交付：羅克韋爾自動化創造海洋平臺中控系統交付新紀錄

挑戰

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

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（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成功在天津保稅區交付，創造了海上平臺中控系統交付時間的新紀錄。
• 2017年1月5日，大型吊裝作業圓滿完成，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、開發的重要基礎性設施，正在利用智能化控制技術，提高生產的安全性和效率。

  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水下生產系統、1條WC10-3水下生產系統至WC 9-2/9-3 CEP平臺的海管、1條WC9-2/9-3CEP 平 臺 至 現 有WC8-3WHPB平臺的海管和1條WC9-2/9-3CEP平臺至WC10-3水下生產系統的海底電纜。

  WC10-3水下生產系統的物流經過新建的WC10-3水下生產系統至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，其中，經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，再經過現有管線和現有WC8-3WHPA、現有WC14-3WHPA，終

  輸送到現有的“海洋石油116”浮式生產儲油裝置（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也提出了更高的要求。

  挑戰

  WC 9-2/9-3 CEP平臺的中控系統總點數約3000點，屬于大中型規模，且該項目的系統功能與工藝較以往平臺更復雜，建造難度更大。這種規模的中控系統一般需要5至6個月生產周期，但項目要求在2個月內交付。這對于中控系統供應商的項目管理和工程能力都提出了很大的挑戰。

  在系統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，要求安全子系統和過程控制子系統均集成于統一的架構和平臺中，并且能很容易進行擴展；安全子系統緊急停車系統（ESD）和火災與氣體檢測/保護系統（F&G）要求1：1冗余，并且達到SIL 3等級。

  此外，系統要求增加與水下系統的通信以及與香港終端的聯調，實現在中控室監測和控制水下系統的數據。由于與香港終端之間的距離較遠，需要通過衛星和微波信號進行傳輸，尤其是衛星的帶寬租用費用較高，要考慮如何降低數據傳輸降低成本。

  解決方案

  在項目的執行過程中，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調工作并加快系統集成工作。

  在整個系統的BV認證方面，羅克韋爾自動化嚴格按照設計規范設計，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將過程控制系統和安全系統有效融合在PlantPAx集成架構之下。

  總體上來看，PlantPAx系統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，在文昌氣田群聯合開發項目中，基于PlantPAx集成架構實現了過程控制系統和安全系統的全面集成，其中過程控制系統由 Allen-Bradley ControlLogix可編程自動化控制器控制，安全子系統ESD和F&G由AAdvance安全控制器控制， 2個平臺之間通過EtherNet/IP 網絡進行工作，并終通過FactoryTalk View SE實現了工程組態和現場操作。安全子系統ESD和F&G均實現1：1冗余，并且達到SIL 3等級。

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

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

  由于水下系統數據量大，數據結構復雜，又要進行讀寫操作，如果通過Modbus通信，不僅工作量大，而且后期調試繁瑣，數據校對冗雜。由于PCS系統和MCS系統均采用ControlLogix平臺，所以終采用的方案為MCS交換機接入PCS遠程機架的以太網模塊，通過ControlNet和EtherNet，數據直接進入中控系統的HMI畫面，不僅實現了通信冗余，而且PCS和DCS之間沒有任何數據的混淆。PCS直接將MCS數據功能塊和數據類型進行移植，結合PlantPAx構架，地實現了數據讀寫操作。

  除了與水下系統實現通信，文昌9-2/9-3/10-3項目還需要與香港終端進行聯調。由于終端之間距離較遠，需要通過衛星和微波信號進行傳輸，但衛星的帶寬租用費用高，所以項目并沒有采用“打包”發送數據的方式，而是采取“用哪些數據取哪些”的方式。羅克韋爾自動化通過FactoryTalk Gateway服務平臺幫助客戶實現了這一功能。數據服務器安裝FactoryTalk Gateway并添加數據后，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中的數據，實現終端之間的關斷和數據交換。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

  從以往經驗來看，如此規模的中控系統在2個月交付幾乎是天方夜譚。羅克韋爾自動化創造此“奇跡”采取了一系列創新的項目管理辦法，同時加快了系統設計、組態和集成進度。2016年7月26日，項目召開CEP平臺中控系統開工會，8月2日開始設計，9月28日系統盤柜抵達天津港海關，約1個月后中控系統已經“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，克服了項目規模大、集成難度高、項目進度緊和現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，很好地配合了現場的施工進度，為項目終按進度投產提供了保障。

  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集成、現場調試和技術溝通支持上投入了大量的精力，以專業的技術功底和積極主動認真的工作態度出色地完成了文章平臺中控系統的設計和實施工作，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將幫助更多的海上平臺提高勘探開發效率和安全，打造綠色、安全和智能化的海上石油開采基地。