PlantPAx帮助油气企业打造高效且安全的“海上石油工厂

背景

随着能源价格的上涨以及陆上资源逐渐枯竭，世界各国开始探寻新的能源供给资源，走向海中取油之路。中国也将海洋工程发展列入新兴产业高端装备制造中，海洋石油大开发的时代已经来临。

作为海洋石油开发的佼佼者，某大型石油企业计划在2014年实现南海东部海域的恩平油田群的投产。该油田群包括惠州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，其所产石油将被输送到 “海洋石油118”浮式生产储油卸油轮（FPSO）上。FPSO可对原油进行初步加工并储存，被称为“海上石油工厂”。据估计，在高峰期，仅恩平24-2油田的最高产量就有望达到每天4.6万桶。如此大规模的海上油田项目，对FPSO的处理能力、安全性和稳定性都提出了极高的要求，需要采用最先进的信息和自动化控制解决方案，保障FPSO的高效和安全生产。

挑战

FPSO作为生产储油船负责对开采的石油进行油气分离、处理含油污水、动力发电、供热、原油产品的储存和运输等工作，是集人员居住与生产指挥系统于一体的综合性的大型海上石油生产基地。“海洋石油118” FPSO更是一个海洋油田开发的“航空母舰”，其设计载重量为15万吨，原油日处理能力最高达到5.6万桶（约8900立方米），自动化控制规模大，控制的总硬点数达3000余点， 软点约4000点。

此外，秉承绿色和安全的设计

理念，“海洋石油118”FPSO对于安全相关的系统，如应急关断系统（ESD）和火气监测系统（FGS）均要求1：1冗余，并且达到SIL 3等级。

与此同时，项目在系统的集成度和可扩展性方面也提出了极高的要求，过程控制系统和安全系统都要集成在统一的架构和平台中，并且易于扩展。项目自动化解决方案部分的整体工期非常紧张，只有不到半年的时间。

解决方案

PlantPAx核心系统由工程开发环境、系统范围的可视化和多策略的过程控制构成，规模从小型、单一设备系统到大型、高度分布式和多区域的应用。总体上来看，PlantPAx 系统集成了核心集成架构的过程自动化能力和市场领先伙伴的技术，在一个共同系统和解决方案框架下，提供了一个可伸缩、开放式和高性价比的过程解决方案。核心系统可以通过增加选项功能，诸如批处理、历史数据服务或者资产管理进行扩展，同时能够满足关键过程控制、可用性和安全的要求。

在“海洋石油118” FPSO项目中，过程控制系统和安全系统有效地融合在PlantPAx集成架构之下。其中，PlantPAx过程控制系统采用Allen-Bradley ControlLogix可编程自动化控制器（PAC），安全系统由AAdvance安全控制器控制，两个系统之间通过EtherNet/IP 通信网络进行工作，并最终通过FactoryTalk View SE实现了工程组态和现场操作。在第三方设备的选择上，罗克韦尔自动化也将 EtherNet/IP 通信方式作为选择标准，比如跨平台的光端机SDH，从而实现FPSO中各系统和设备间的互联。

在项目的执行过程中，罗克韦尔自动化密切与用户、设计院和BV多方沟通，细化需求和技术要求。特别是在整个系统的BV认证方面，严格按照设计规范设计，与BV工程师密切配合和联系，并纳入项目进度管理中，在邀请BV验船师到工厂进行验收前，做好严格和详细地内部测试，高效而全面地设计和执行了罗克韦尔自动化在中国的首个FPSO项目。

在该项目中，还涉及到大量的第三方海外设备采购，采购周期较长，为保证工期，罗克韦尔自动化每周都与供应商确定和更新供货进度。

效果

 “海洋石油118”FPSO借助罗克韦尔自动化提供的PlantPax集成架构，通过 EtherNet/IP和ControlNet将过程控制系统、应急关断系统和火气监测系统进行关联，实现了过程可视化和实时性，大大降低了设备的总体拥有成本。

从2013年5月到2013年10月，罗克韦尔自动化的项目团队在不到半年的时整个方案的设计和执行，克服了项目规模大，集成难度高，项目进度紧，现场施工困难等一系列问题，保质保量地完成了用户的要求，很好地配合了现场的施工进度，最终保证了项目按进度投产。该项目组负责人对于罗克韦尔自动化对“海洋石油118”项目的大力支持表示了由衷的感谢，“罗克韦尔自动化的团队参加了‘海洋石油118’中控系统的安装、调试和保运工作。工作中团队成员非常积极主动，认真负责，急我方之所急，克服工作界面众多、时间跨度大、作业场所受限和现场支持性资源短缺等客观制约因素和实际困难，出色地完成了中控系统的所有相关工作。”

FPSO的规模化和专业化程度是一个国家在海洋石油开发领域综合实力的体现。凭借全集成的控制和安全解决方案，罗克韦尔自动化将帮助更多中国FPSO制造运营企业打造高效、安全、和绿色的 “海上石油工厂”，为中国发展海洋石油装备事业，推进建设海洋强国战略作出贡献。