海上采油平臺架構中控系統遠程監控工作站

高樂旭，梁躍東

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300467）

1 中控系統簡介與實施背景

某海上油田的中心平臺中控系統與其衛星WHPEWHPC平臺中控系統屬于孤島模式運行，各中控系統之間無通訊關聯。由于平臺地理位置的影響，當衛星平臺中控系統出現應急情況時，現場可能受惡劣天氣等極端因素所限，中心平臺檢修無法第一時間進行應急處理，甚至可能導致安全環保等重大生產事故的發生。

目前中控系統使用是艾默生公司DELTAV 系列產品，版本為11.3。如利用目前的系統框架實現，需在每個衛星平臺的中控系統中再增加擴展卡、通訊卡及控制器等多個硬件，同時需要敷設光纖將中心平臺及兩個衛星平臺中控系統組成一個環網。此方案不僅成本高，且需承擔更多風險。因中心與衛星平臺中控系統組成環網后，如鏈路出現故障或者斷裂將造成整體數據的傳輸異常，甚至導致更嚴重的后果，所以有效提高中控穩定性且成本低的方案才是首選。

2 自主制定架設方案

自主創新利用現有的中控系統和通訊光纖的資源，搭設一套遠程訪問系統，實現由中心平臺中控直接訪問衛星平臺（WHPE、WHPC）中控系統的上位機，最終完成中控應急處理、信息數據備份、診斷等工作，提高衛星平臺中控系統的管理水平。

此方案利用現有的資源，成本少、實施簡捷、可靠性高。即使鏈路由于意外等因素故障也不影響目前中控系統的運行。具體的實施思路是利用從兩個衛星平臺（WHPE 和WHPC）至中心平臺的報房通訊現有光纖資源，將中心平臺中控室內的一臺OPC 工作站設定為遠程訪問站，分別與兩個衛星平臺的上位機連入同一個網段，并安裝相應的防火墻防護，利用WINDOWS 系統的遠程連接功能進行遠程操作，實現遠程操作衛星平臺中控上位機的目的。在工業生產中對生產控制網絡要求非常高，不允許生產控制網絡與辦公通訊網絡交織干擾，且外網易受病毒及黑客攻擊給安全生產帶來更多不可控因素，因此此方案中實現生產控制網絡與辦公通訊網絡完全隔離。

3 利用光纖通訊架構遠程控制系統

3.1 遠程工作站物理鏈路的搭建

（1）目前WHPEWHPC 平臺已有至中心平臺的光纖資源，存有辦公網絡及程控網絡，且辦公網絡與程控網絡相分離。此改造在中心平臺搭設一臺上位工控機，本次使用的是中心平臺中控室內的OPC 站（中控系統的操作站）。利用現有的程控網絡進行通訊，與WHPEWHPC 平臺中控的OPC 站相連，敷設程控交換機到中控OPC 的網線連接。圖1為中心平臺至WHPC 衛星平臺遠程工作站的網絡拓撲簡圖，其中紅色方框區域為此次施工所連接的各個工作站。

（2）在中控的OPC 上位機（IP 設置為10.132.26.*）通過網線與交換機相連（使用程控網絡是工業網絡，與辦公網絡相分離，其IP 為10.132.26.*），交換機將整合的數據通過LAN 口傳出，數據通過網線連入光端機相輸入端。光端機通過其內部的光發射機和光接收機等設備，將網絡信號轉換為光信號傳輸。光信號傳輸具有頻帶寬、抗干擾性強、保密性強、傳輸速度快、傳輸距離長等優點，尤其適合各平臺間數據傳輸，光端機產生的光信號通過海纜內的光纖分別與WHPEWHPC平臺的光端機相連接（在WHPEWHPC 平臺分別設有另一臺光端機，其作用是將光信號轉為電信號）。轉換后的電信號通過網線分別連入WHPEWHPC 平臺交換機，再通過交換機分別連接WHPEWHPC 平臺的OPC 站。

3.2 遠程工作站的配置

（1）OPC 站使用的是雙網卡，這樣在進行IP 配置時，一個網卡使用的是其中控網段IP，另一個網卡IP 配置為10.132. 26.*（程控網段），并且配置的IP 不能一樣，避免出現IP 沖突的情況。這樣就可以將中心平臺中控室OPC 站與兩個衛星平臺的上位機連入一個網絡里，同時在幾臺OPC 站安裝相應的防火墻進行防護。

圖1 設計遠程工作站通訊拓撲圖

（2）在中心平臺中控室OPC 站以及兩臺衛星平臺中控上位機上分別開通遠程訪問的權限，這樣即可以實現遠程訪問上位機的功能。

3.3 遠程工作站的連接

（1）在進行遠程連接時，首先將3臺設置為10.132.26.*IP的網卡對應的網線拔下，且保證另一個網卡的網線連接正常。將各平臺預留的連入程控網絡的網線分別插入拔下的網卡內即可。

（2）在中心平臺的OPC 站的電腦上按win+R 鍵打開運行，輸入“mstsc”命令，點擊確定。點擊確定之后，可以看到已經打開了遠程桌面連接，輸入要連接的IP 地址，也可以點擊選項，輸入詳細信息，進行連接。然后輸入遠程連接的計算機名稱和密碼，點擊連接，即可以遠程連接衛星平臺OPC 站。

3.4 遠程工作站的使用效果

中控系統遠程工作站搭建后，在操作上不會對中心平臺及兩個衛星平臺中控操作人員造成任何影響，依然能夠正常對生產流程參數進行監控及控制。同時位于中心平臺的儀控人員也可以每日對衛星平臺中控數據進行例行檢查、數據備份及卡件功能檢查等操作。且當衛星平臺中控出現異常時，位于中心平臺的維修人員也可以通過診斷等工具第一時間發現故障，提前準備好檢修物料。較以往只能到衛星平臺后才能發現問題的情況，極大地提高故障檢修效率。

4 自主構架遠程工作站的運行后評估與意義

4.1 實現目的要求滿足生產需求

實現中心平臺遠程控制衛星平臺上位機的功能，更加便捷檢查與維護監控狀態，同時提高管理水平。在衛星平臺中控突發問題時，能夠高效快速地予以技術支持并解決。

4.2 開拓全新通訊鏈路

重點對平臺間網絡布局掌控，并在此基礎重新搭建出一條全新鏈路，并保障此條鏈路與辦公網絡等要處于完全的分離隔離狀態，確保中控系統的安全可靠性，防止任何干擾與沖突。

4.3 突破解決在生產期間維修改造的各種瓶頸

曾考慮艾默生廠家提出遠程工程師站方案，但經評估需在衛星平臺（WHPE、WHPC 平臺）中控室新增通訊底板和控制器等一系列硬件，施工條件所限及費用較高，以及改造帶來系統運行的安全風險。通過方案比對，最終選擇并實現經濟效益可觀實施便捷安全可靠的此方案。

4.4 自主創新擺脫國外廠家技術封鎖和束縛

此次遠程工作站的搭建工作，是首次自主實現衛星平臺中控上位機的遠程操作，打破以往需要增加中控系統產品廠家安裝遠程工程師站的慣例。此項工作操作便捷可靠，直接搭設生產網絡鏈路，無需增加其他費用

4.5 便捷性及可靠性，便于推廣

可為其他擁有中心和衛星平臺的油田單元予以借鑒，為具有相同情況的海上其他單元提供了一條中控系統管理提升的新思路；架設符合自身現場實際需求，滿足工況要求的遠程訪問系統。

4.6 成本優勢明顯

此項目完全自主調研分析，確定方案以及后期施工實現，并充分利用現有硬件和網絡資源開發，實現成本幾乎為零，自主實現節約費用50萬元。