海洋石油平臺中控儀表系統工作流程及檢驗要點

伍江勇等

摘要：中控儀表系統是海洋采油平臺的“大腦”和“神經”，所以中控儀表系統是海洋平臺施工中的重中之重。在儀表系統的施工檢驗時，一定要嚴格按照檢驗標準和規格書對中控工作站、I/O柜還有現場儀表變送器進行完整的檢查，不留任何隱患，以保證采油平臺投產后能順利平穩的運行，創造更多的經濟效益。

關鍵詞：中控工作站；I/O柜變送器檢驗；儀表系統；海洋采油平臺

中圖分類號：TE953 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0091-02

隨著海洋采油技術地發展及工業自動化水平的提高，越來越多地自動化儀表應用于海洋石油平臺。各種精密地儀器儀表和復雜的控制電路在提高了平臺技術水平的同時，也增大了施工的復雜程度和技術要求。由于海洋平臺地采油工作是長時間連續作業，所以平臺上地設備必須有高度地穩定性和可靠性，也就是說中控系統和現場儀表作為海洋平臺地“大腦”和“感官”必須有良好地抗風險能力，這就要求在施工過程中一定要嚴把質量關，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保障。

1 中控儀表系統工作流程

當前，海洋石油平臺的中控儀表系統一般包括：中央控制工作站，I/O柜和現場儀表（變送器）組成。

1.1 中央控制系統工作站

中控工作站的功能是處理現場傳來的數據信號，然后根據各種事先設定的閾值從邏輯上判斷現場的工作情況，并且當現場數據達到一定的邏輯條件時候，發出動作指令，以調節現場工作條件，實現工作流程的自動控制。目前海洋石油平臺上常用的中控系統大多數符合基金會現場總線（FF）標準，可以很好的支持FF功能的現場總線設備。如EMERSON（艾默生）的DELTAV系統就有以下特點：

（1）系統數據結構完全符合基金會現場總線標準，可以接受目前的4-20mA信號、1-5VDC信號、HART（可尋址高速遠距離傳輸）智能信號等，可以方便的處理FF智能儀表的所有信息。

（2）先進的中控系統還有內置的智能設備管理系統（AMS），可以對智能設備進行遠程診斷、預維護，減少采油過程中的故障中斷，增加連續生產周期，保證了生產的平穩性。

（3）即插即用、自動識別系統硬件的功能大大降低了系統安裝、組態及維護的工作量。

（4）采用OPC（OLEfor process control）技術，可以將一個平臺上的Deltav系統與其他平臺的系統連接，避免了不同井口平臺之間數據控制網絡的二次接口開發工作，通過OPC技術可以實現各個井口平臺，中心平臺之間共享所有信息和數據，大大提高過程生產效率。

1.2 I/O柜

I/O柜是現場儀表和中控工作站之間的接口部分，其主要功能是將現場來的4-20mA的模擬電信號轉變成數字信號傳送到中控室去，同時也將中控室送出的控制調節的數字信號指令轉變成現場儀表可以接收的模擬電信號，從而完成現場儀表與中控之間的數據交流。同時I/O柜還對中控和現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&Gas system）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卡增加了與現場設備的通訊能力。以DeltaV系統為例，智能I/O卡每三秒更新現場設備狀態一次，只要智能HART I/O卡一直保持與智能設備通訊就可以完全信任現場信號。

1.3 現場儀表變送器

現場儀表變送器是中控儀表系統的終端設備，其主要功能是將現場的一些參量，比如：溫度、壓力、流量、液位等非電量轉化成標準電信號，然后傳送到中控室，實現現場數據的采集。

隨著技術的不斷革新，中控儀表系統的自動化程度在不斷的提高，已經向智能化方向發展。現在比較常用的中控系統均是采用先進的現場總線技術，而儀表變送器也大多采用HART通訊協議的智能化儀表。

2 中控儀表系統各部分的檢驗要求

中控儀表系統的工作流程分為三個部分，在實際施工過程中，我們檢驗人員所涉及的主要是對I/O柜的檢驗和現場儀表變送器（溫度、壓力、流量、液位等）的檢驗。而中控工作站則由專業技術人員做最終的調試檢驗。下面將分別敘述這兩部分的檢驗要求。

2.1 I/O柜的檢驗

由于I/O柜具有高度的智能化功能，是中控系統的“樞紐”，所以在現場施工中，我們針對I/O柜的檢驗也很嚴格，主要包括以下要求：

（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）內部檢驗：柜體內部模塊，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：仔細檢查箱內接線，要求與線路布置圖完全一致。

2.2 現場儀表的檢驗要求

現場的中控儀表由溫度、壓力、流量、液位變送器，消防和氣體探頭等幾大類組成。各類現場儀表在平臺檢驗工作中一般性規定：

（1）銘牌檢查：檢驗過程中需要核對現場儀表的銘牌（NAMEPLATE），以確定儀表的各項參數——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，要根據儀表接線端子圖對儀表的接線進行檢查。

（3）安全區域檢查：根據儀表所在的區域等級劃分情況，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PID圖和布置圖檢查設備的安裝位置是否正確；根據hookup圖檢查設備安裝正確并且留有足夠的設備操作維護的空間；檢查設備支撐；檢查在線儀表流向是否正確（如果需要）；根據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；檢查支架焊接處補漆是否完成。

在海洋石油平臺的控制體系中，中控系統大致由過程控制系統（PCS）、緊急關斷系統（ESD）、火氣監測系統（F&GS）以及其它的輔助控制系統構成，這幾個系統組成了一個有機聯系的整體，PCS是平臺生產的工藝主線，而ESD和F&GS是PCS得以安全工作的保障，所以了解中控系統的工作流程并且做好現場檢驗工作才能保障生產，從而提高企業的經濟效益，對油氣生產起著至關重要的作用。

參考文獻

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