海洋石油平臺中控儀表系統(tǒng)工作流程及檢驗要點

胡俊

【摘要】中央控制儀表系統(tǒng)是海洋石油生產(chǎn)平臺的“大腦”和“神經(jīng)”，因此中央控制儀表系統(tǒng)是海上平臺建設的重中之重。在儀表系統(tǒng)的施工檢查中，必須嚴格按照檢驗標準和規(guī)范檢查中央控制工作站、I/O拒和現(xiàn)場儀表變送器，不留任何隱患，確保石油生產(chǎn)平臺投產(chǎn)后順利平穩(wěn)運行，創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益。

【關鍵詞】中控工作站 I/O柜 變送器檢驗 儀表系統(tǒng) 海洋采油平臺

隨著海洋采油技術的發(fā)展和工業(yè)自動化水平的提高，越來越多的自動化儀器應用于海上石油平臺。由于海上平臺石油生產(chǎn)工作是長期連續(xù)作業(yè)，平臺上的設備必須具有高穩(wěn)定性和可靠性。也就是說，中控系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表必須具備良好地抗風險能力，這就要求在施工過程中一定要嚴把質(zhì)量關，不放過任何問題，以確保100%的合格率，為海上石油開采地順利進行提供有力保障。

一、海洋石油平臺中控系統(tǒng)概述

1.過程控制系統(tǒng)

過程控制系統(tǒng)基于DCS控制系統(tǒng)，具有強大的計算能力，是整個油氣生產(chǎn)系統(tǒng)自動控制的基礎。它收集并處理過程參數(shù)，如現(xiàn)場溫度，液位，壓力和流速，然后顯示和報警，并通過PDL電路進行調(diào)整。輸入和輸出系統(tǒng)包括一個通用的4mA-20mA模擬量輸人輸出卡和具有開關觸點的數(shù)字量輸入、輸出卡件組成。通信模塊可以與第三方設備連接，可以通過通信接口將第三方設備控制系統(tǒng)上的信息連接到中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對第三方設備的監(jiān)控。

2.緊急關斷系統(tǒng)

它可以避免和限制由于生產(chǎn)工藝故障或其它一些事故對工藝設備、生產(chǎn)系統(tǒng)、操作人員及環(huán)境的損害。在海洋采油平臺等油田自動化系統(tǒng)設計時，都把ESD系統(tǒng)的設計作為重要的一環(huán)。當生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時，直接由ESD發(fā)出保護聯(lián)鎖信號，不需要經(jīng)過DCS系統(tǒng)，從而對現(xiàn)場設備進行安全保護，避免危險擴散。其設計原則：某一級別關斷均不能引起較高級別的關斷，只能啟動本級和所有較低級別的關斷。緊急關斷發(fā)生后，操作人員只有在確認故障排除后才能手動復位。

3.火氣探測報警系統(tǒng)

該平臺主要用于原油和天然氣的加工和外輸，形成了一整套相互聯(lián)系的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。在這樣的生產(chǎn)處理系統(tǒng)中，存在著可燃氣體泄漏的可能性。在少量天然氣泄漏的情況下，可燃氣體檢測系統(tǒng)可以通過聲光報警。警告人員，系統(tǒng)具有防火，緊急停機，報警（包括PA/GA），HVAC等接口，并且在爆炸下限的一定范圍內(nèi)，關閉氣源并啟動相關的防火設施。

二、中控儀表系統(tǒng)工作流程

1.中央控制系統(tǒng)工作站

中央控制工作站的功能是處理從站點發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，然后根據(jù)各種預設閾值邏輯判斷站點的工作狀態(tài)。當現(xiàn)場數(shù)據(jù)達到一定的邏輯條件時，發(fā)出動作指令調(diào)整場的工作狀態(tài)，實現(xiàn)工作流的自動控制。目前，海上石油平臺上常用的大多數(shù)中央控制系統(tǒng)都符合基金會現(xiàn)場總線（FF）標準，該標準可以很好地支持基于FF的現(xiàn)場總線設備。

2.I/O柜

I/O柜是現(xiàn)場儀表和中控工作站之間的接口部分，其主要功能是將現(xiàn)場來的4-20mA的模擬電信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳送到中控室去，同時也將中控室送出的控制調(diào)節(jié)的數(shù)字信號指令轉(zhuǎn)變成現(xiàn)場儀表可以接收的模擬電信號，從而完成現(xiàn)場儀表與中控之間的數(shù)據(jù)交流。同時I/O柜還對中控和現(xiàn)場儀表進行了物理上的隔離，起到了保護中控設備的作用。平臺上的I/O柜一般有PCS（Processing Control System）、ESD（Emergence Shutdown）和FGS（Fire&Gassystem;）組成。目前常用的I/O柜均為模塊化設計，其I/O卡件可即插即用、自動識別、帶電插拔，智能I/O卡增加了與現(xiàn)場設備的通訊能力。以DeltaV系統(tǒng)為例，智能I/O卡每三秒更新現(xiàn)場設備狀態(tài)一次，只要智能HARTI/O卡一直保持與智能設備通訊就可以完全信任現(xiàn)場信號。

3.現(xiàn)場儀表變送器

現(xiàn)場儀表變送器是中央控制儀表系統(tǒng)的終端設備。將諸如溫度，壓力，流量，液位等的非電轉(zhuǎn)換為標準電信號，然后傳輸?shù)街醒肟刂剖乙詫崿F(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集。

隨著技術的不斷創(chuàng)新，中央控制儀表系統(tǒng)的自動化程度不斷提高，并逐步向智能化發(fā)展。如今，更常用的中央控制系統(tǒng)采用先進的現(xiàn)場總線技術，儀表變送器大多采用HART通信協(xié)議的智能儀表。

三、中控儀表系統(tǒng)各部分的檢驗要求

1.I/O柜的檢驗

（1）外觀檢驗：I/O柜表面平整，無劃痕；門把手方便操作，鑰匙好用，柜門密封性好。

（2）內(nèi)部檢驗：柜體內(nèi)部模塊，如：AC-DC24V電源卡，I/O接線卡等組件排列位置應該與廠家提供資料一致。柜體上預留的電纜開口應該與圖紙一致。

（3）接地檢驗：柜體接地線一般為黃綠色，接地點螺栓必須緊固。

（4）線路檢驗：仔細檢查箱內(nèi)接線，要求與線路布置圖完全一致。

2.現(xiàn)場儀表的檢驗要求

（1）銘牌檢查：檢驗過程中需要核對現(xiàn)場儀表的銘牌（NAME-PLATE），以確定儀表的各項參數(shù)一一儀表類型，量程，防護，防爆等級，工藝對接類型等。

（2）線路檢查：在儀表接線完成后，要根據(jù)儀表接線端子圖對儀表的接線進行檢查。

（3）安全區(qū)域檢查：根據(jù)儀表所在的區(qū)域等級劃分情況，確認儀表的安全等級是否合理。海洋石油平臺安全區(qū)域劃分一般遵守APIRP500B（美國石油學會《陸上及海上固定與移動平臺鉆井與采油設施的電氣安裝區(qū)域分類的推薦作法》）。

（4）安裝檢查：儀表的安裝檢查包括以下：檢查設備位號，型號是否正確；根據(jù)PID圖和布局圖檢查設備的安裝位置是否正確；根據(jù)連接圖，檢查設備是否安裝正確，是否有足夠的空間進行設備操作和維護；檢查設備支撐；檢查在線儀器流程是否正確（如果需要）；根據(jù)PID圖和流向檢查高低壓連接是否正確；檢查設備接地連接完成；檢查電纜填料函無松動；檢查電纜銘牌；檢查儀表管被正確安裝（如果需要）；檢查防雷裝置連接（如果需要）；檢查設備銘牌是否安裝；檢查支架焊縫處的涂料補充是否完整。

結(jié)束語：在海洋石油平臺的控制體系中，中央控制系統(tǒng)大致由過程控制系統(tǒng)。緊急停機系統(tǒng)?；饸獗O(jiān)控系統(tǒng)和其他輔助控制系統(tǒng)組成。這些系統(tǒng)構(gòu)成有機聯(lián)系的整體，PCS是平臺生產(chǎn)的工藝主線，而ESD和F&GS;是PCS得以安全工作的保障，因此，了解中央控制系統(tǒng)的工作流程，進行現(xiàn)場檢查工作，可以保證生產(chǎn)，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，為海洋石油工程提供更有力的支持。滿足安全控制，自動控制和智能管理等日益增長的需求。

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