摘要：随着社会经济的发展，我国对石油资源的需求越来越大，而现阶段陆地油气产量逐年递减，从而使得世界海洋油气探明储量逐年增加，海洋油气产量将会稳步上升成为世界油气产量增长的源泉。未来几年，随着深海投资的不断加大，深海油气所占的比重也会越来越大。在深海油气产区，巴西、西非和美国墨西哥湾仍将占据主要的地位。根据近几年的勘探成果，亚太地区可能成为世界海洋油气工业的新引擎。从我国海洋石油平台现状、海洋石油平台仪表和控制系统、海洋石油平台仪表控制系统的发展等方面，介绍了我国海洋石油控制系统的现状与发展。
关键词：海洋石油平台仪表控制系统
引言
海上油气田自动化程度很高，仪表控制系统相当于海上平台的大脑和安全卫士。仪表控制系统一方面连续监测和控制海上油气田各项生产、公用设备的正常运行，另一方面又对各种意外事故进行实时监测，一旦发生意外情况，可以第一时间报警并进行远程自动处理。
1当前我国海洋平台技术的发展现状
①我国海洋石油平台的装备专业化程度相对较低。与发达国家的先进水平相比，我国海洋石油平台的系统装备专业化程度较低，特别是集团化、国际化的程序较差，很多石油化工企业在海上平台的技术投资相对较少，技术创新意识较薄弱。在海上勘探开发的石油钻井设备的应用程度和技术更新水平较低，相关经验不足，造成了我国石油开发专业化设备应用程度较低。②我国海洋石油平台装备的配套能力相对较差。与先进的专业化装备相匹配的各项专业化技术以及专业化的系统设施方面，我国当前的配套技术和配套能力与发达国家相比，仍存在很大的差距。应用在我国海洋平台的钻机技术上的动力设备、机械化装置以及电气控制系统大都是从国外进口的，而与这些设备或系统相匹配的各项技术以及零部件在国外应用非常良好，而国内应用程度较低，大多数采用国内的开发技术，造成相关先进设备的能力发挥不足。很多自动化研究技术在我国仍旧处于起步阶段，存在很多相关技术更新的问题有待进一步研究和探讨。③海洋石油平台装备的机构较少，投入不够。目前，我国海上石油开发技术水平相对比较低，相关技术、装置的研究机构发展不彻底，很多专业化技术还是来自国外，自主开发能力较弱，石油开发水平受装置的制约，系统化、专业化的研究机构发展尚不完全。在设备试验和研发方面，关键技术应用不完全，设备软件技术相对落后，研究人员数量较少，科研投入较低，造成了我国石油化工企业在技术、设备的抗风险能力较差。
2海洋石油平台仪表控制系统要求
①PCS、F&G和ESD系统应支持时间同步。系统支持主备时间服务器具有同样的标准性能。PCS②系统每块板卡DI/DO的通道应小于或等于32。ESD和F＆G的DI/DO的通道应小于或等于16。③所有的控制系统(PCS、ESD、F&G)必须整合到一起，能共享HMI、打印机和数据通讯系统。PCS、ESD、F&G必须是独立系统，但是他们能共享同一数据库并实现实时通讯。每个HMI都具有操作PCS、ESD、F&G系统每个I/O的能力。PCS、ESD、F&G系统控制器能将每个所属I/O通过Modbus连接到ICS。HMI能实时显示和记录PCS、ESD、F&G系统所有I/O以及通过Modbus连接到ICS的3个控制器的报警标签，记录的历史数据至少保存一年。④PCS系统的冗余要求：控制器、通讯模块、供电模块(包括电源变压器、电源整流器和别的供电设备等)、控制系统网络、网络交换机、网络电缆、数据总线、数据存档和别的必须硬件必须按1∶1冗余配置，此要求为PCS系统最低冗余配置要求。⑤ESD和F&G系统的冗余要求：控制模块、I/O模块、通讯模块、供电模块(包括电源变压器、电源整流器和别的其他供电设备等)、控制系统网络、网络交换机、网络电缆、数据总线、数据存档和别的必须硬件必须按1∶1冗余配置，此要求为ESD和F&G系统最低冗余配置要求。ESD⑥系统应为故障安全性，具有容错、自诊断功能，按照要求每块板卡的DIS、DOS必须具有自诊断回路监测功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆⑦生活楼的火气探测设备(HD、SD、MFS)必须采用可寻址类型的，生活楼的可寻址火灾盘必须满足SIL2。⑧ESD和F&G系统必须满足SIL3和TÜVAK-6要求。SIL3系统认证包括系统软件、硬件和安全控制网，例如：控制模块、I/O模块、通讯模块、数据通讯总线、在工程师站和操作员站上安全控制系统组态的相关软件。⑨所有ESD和F&G系统每个I/O通道必须有接地故障和短路故障检测功能，上述功能需能在OIS上做显示并报警。⑩系统扫描时间要求：PCS小于500,ms，ESD/F&G小于300,ms。PCS、F&G和ESD系统之间和整个系统之间的通讯速度必须至少达到100,Mbps。
3海洋石油平台仪表控制系统的发展趋势
3.1建立智能油田
建立智能油田是一个系统工程，而建立数据银行和信息平台是建立智能油田的基础。智能油田的核心是将油气发现与开发工作从历史性分类资料的顺序处理改变成实时资料的并行处理，利用实时数据流结合创新型软件的应用和高速计算机系统，建立快速反馈的动态油藏模型，并将这些模型配合遥测传感器、智能井和自动控制功能，让经营者更直接地观察到地下生产动态和更准确地预测未来动态变化，以便提高产量和进行有效的油田管理，实现各种层次的闭环优化管理最终实现全油田范围的实时闭环资产经营管理。
3.2数字化仪表
实现数字化的同时减少线缆工程，对PCS部分采用总线技术，能节省80%,的阻燃电缆和桥架、I/O卡件及机柜；无线技术的成熟应用，可以将大部分监视点转为无线。无线技术同时作为平台间、平台和陆地终端间的通讯方式，灵活、成本低；技术保障安全可靠，有效解决平台受空间、安装及电缆通路位置限制而造成的对仪表选型的困扰。比如LD32-2/27-2平台无线技术应用。在PSP平台上应用了10台Rosemount无线压力变送器3051S，测量10条分布在1～3层平台的输油管线的压力，压力变送器分布在三层甲板，控制室在第二层甲板。考虑1420网关与DCS系统有线连接，故安装在控制室外墙。
3.3无线仪表
（1）无需接线盒、无需机柜和I/O卡件、无需接线，节省安装成本。（2）无需维护传统接线方式的设备：如接线、卡件、机柜。（3）无线仪表智能化、自我组织和管理，能节省调试时间；实现迅速投运，提高效率。（4）无需采购电缆、桥架、卡件等，节省采购时间、安装时间。（5）系统扩展的方便、快捷，增加新的测点非常容易。（6）智能诊断：通过AMS实现无线变送器的远程在线组态、校验、诊断，以及监控通讯。
结语
随着人类科学技术的进步，控制理论及仪表技术不断发展和完善。海洋石油平台控制仪表与装置涉及的面十分广泛，如DCS、PLC、新型控制仪表、变送器及执行器等都有自己的发展轨迹，但它们的发展都围绕着实现平台整体自动化(FA)这个总目标，即将自动控制装置用于生产流程的整个操作过程，从生产到停产的全程控制及将控制、生产计划安排和平台全面管理有机结合起来。海洋石油平台控制仪表系统应由模拟控制系统向数字控制系统、网络控制系统方向发展。海洋石油平台也应围绕着实现平台整体自动化(FA)这个总目标，逐步实现平台整体的自动化、综合化、最佳化。
参考文献
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［3］徐正海，何骁勇，洪毅，等.海上平台仪控系统发展现状[J].仪器仪表用户，2013(5)：21-23.
论文作者:刘伟,张青
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/27
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