據《2019-2025 年中國海洋石油開采行業全景調研及前景趨勢報告》結果顯示，世界范圍內陸上油氣資源已日漸枯竭，60%~70% 的新增石油儲量均源自于海洋，其中近半數分布于 500 m 以上的深海。隨著海洋采油平臺自動化技術和采油技術的同步發展，越來越多地需要應用中控儀表系統作為海洋采油平臺工作的管控核心，才能更好地滿足海洋平臺石油開采能力和開采質量要求。

 

1  中控儀表系統工作原理及其流程

基于中控儀表系統所取得的成就，我國西部大開發將海洋石油平臺開發建設項目作為重點開發項目加以推行，子平臺構件主要涵蓋過程控制系統 (PCS)、應急關斷系統 (ESD) 和火氣探測系統 (FGS)3 套控制系統。中控儀表系統平臺控制，發揮了系統硬件供貨、安裝、組態、調試等自動化管理優勢。以 DCS 平臺水處理工藝及其拓補結構中的集散控制系統為例，分別由中央控制工作站、I/O 柜、現場儀表（變送器）三部分構成，具體內容如圖 1 所示。

如圖 2 所示，DCS 系統架構包括總線、總線邏輯環、總線三級復合型拓撲結構，層級表述分別為信息管理層、DH+ 網實時監控層、遠程 I/O 鏈路現場控制層三級。具體施工工藝為 ：海水提升泵——粗濾器（98% 以上粒徑＞ 100μm 懸浮固體過濾）——加藥裝置給藥（混凝劑和絮凝劑化學反應）——重力分離——細濾器雙介質濾層攔截后超重力脫氧——二級氣水分分離出溶解在海水中的天然氣——注水罐氣水分離后——注水罐——輸送

到各井組平臺。

 

2  自動控制效能分析

自動控制流程 ：中控工作站儀器現場處理數據信號——預先審定閾值并對現場工況進行邏輯判斷——發號指令——調節現場——自動控制。在現場總線上，FF 總線儀表以嵌入微處理器、實時嵌入式操作系統和 FF 現場總線協議棧，具有傳感測量、數字通信、自動補償、自動診斷、分散控制、信息存儲等功能價值。PROFIBUS-DP 和 PROFIBUS-PA、PROFIBUS-DP 設計用于代替傳統 24v 并行信號傳輸、過程自動化中的4~20 ma 或 Hart 模擬信號傳輸。

 

在實際的海洋石油開采中，系統內置智能管理系統（AMS）以其遠程診斷、預維護、故障少、中斷率低、長生命周期、生產平穩等特點，為海上石油開采事業經濟收益提升提供了保障；在生產實踐中，通過系統安裝、組態、維護的便捷性，達到了自動化、識別性強的應用要求。

 

3  I/O 柜和現場儀表變送器

現場儀表與中控之間的數據傳輸主要依靠 I/O 柜作為接口部分來實現。一方面可隔離中控和現場儀表，達 到 保 護 效 果 ；另 一 方 面，PCS（Processing Control System，過程控制系統）、ESD（Emergence Shutdown，緊急關機）和 FGS（Fire&Gas system，消防系統）共同組成了 I/O 柜。

 

在現場信號確認中，以其即插即用、自動識別、帶電插拔的通訊效能實現了中控系統的智能化應用。

 

4  海洋石油平臺中控儀表系統檢驗要點

海洋石油平臺中控儀表系統檢驗環節，主要就其工作流程跟蹤、實際檢驗要求需求、I/O 柜本身檢測等內容進行分析。具體為以下幾方面。

 

4.1  中央系統工作站

中央系統工作站的管理，承擔著采油現場數據信號模擬、傳輸、邏輯分析和判斷等任務 ；在日常信息工作處理實踐中，常因系統故障而對設備運維造成不良影響。基于此，從中央系統工作站的檢驗環節出發，以專業性、技術性、實際參與檢驗維護等檢驗要求，整體上提升維修檢驗人員的素養，從系統檢驗工作平臺建設實際出發，實現各項檢驗記錄工作邏輯編輯價值。

 

在檢驗環節，日常檢驗和維護具體檢驗細則可從系統維護、項目參數設定、固定板型設定、檢測、數據數據查詢和處理、綜合報告、質控功能、報告格式、輸出設備等重點項目上進行有序運行。

 

4.2  I/O 柜

儀表回路調試和 I/O 口調試定額參數為回路調試 ：10-301~310，I/O 調試：10-544~549。以西門子SIMATIC PLC 分布式 I/O 為例，主要設計模塊為電源模塊 +simatic 300 cpu315-2pn/dp +AI 模塊 +AI 模塊 +AI模塊 +AI 模塊 ；分布式 IO 模塊 ET200M/Link +AI 模 塊 +AI 模塊 +AI 模塊 +DI 模塊 +DI 模塊 +DI 模塊 +DO模塊。該配置用 Profibus-dp 擴展了一個分布式 IO 模塊ET200M/Link ；在 cpu 模塊上面繼續擴展 AI、DI、AO、DO 功能模塊。該部分作為海上石油儀表系統控制的重點，是檢驗環節的著重關注對象，需要從電源卡、接線部分、排列位置、密封性、線路、接地等方面嚴格控制。

 

4.3  儀表

日常檢驗中，壓力表校驗器，即通過手搖壓力發生器（常稱為校驗泵）和連通管路、供油裝置、操控閥門等著手檢測。壓力標準器配用可構成壓力檢定裝置或承壓試驗裝置、壓力標準裝置。壓力表校驗器可提供十分靈活的標準器配置，其精度、測量范圍、類型均可選。選擇精密壓力表作為標準器、選擇精密數顯壓力表或其他類型的標準器。作為精度衡量指標。如 ：0.4 級、0.25 級、0.16 級、0.1 級或更高。以液體作為其工作介質為實踐應用重點，如 ：6 MPa（包括 6 MPa）以下一般選用變壓器油，6 MPa（不包括6 MPa）。檢驗具體流程為 ：線路檢查工作——銘牌檢查——安全區域管理——日常記錄與標記——系統儀表管正確安裝等。

 

5  結語

綜上所述，海洋石油平臺中控儀表系統工作中受中央系統工作站、I/O 柜、儀表等檢驗要點影響，成為其使用中精度的重要衡量指標。上文概述了中控儀表系統的工作原理，并在檢驗要點中加以控制，以為其順利運行和有序工作提供依據。