艾默生自动化解决方案

中海油绥中36-1 CEP平台利用艾默生电子布线技术显著加快升级项目进度,确保经济效益

供稿:艾默生自动化解决方案
发布时间:2015/12/29 13:02:40

绥中36-1油田位于辽东湾海域,西距绥中县50公里处,隶属于中海油渤海油气区,是我国第一个储量超亿吨的海上大油田,并于1993831日正式投产。

绥中36-1油田开发工程是国家重点建设项目,对整个辽东湾的油气勘探开发具有重要意义,对当地经济发展也起着关键的推动作用。

绥中36-1 CEP平台是投用10多年的老平台,主要负责海上原油的开采。平台面临着一些提高生产效益的问题,比如预留空间不足,影响以后系统的扩建,同时存在着设备老化的问题,影响整体的运行效率。种种困难面前,为了保障生产效益,必须在尽量短的时间内完成升级。

绥中36-1 CEP平台根据项目情况选择了艾默生公司的基于电子布线技术的DeltaV数字化系统,获得了显著的经济效益。主要工作涉及原机柜重新布线、100%复原操作界面、追加备用电池柜。

一、  新方案技术参数、技术特点、创新点

l电子布线技术简介

电子布线技术由艾默生过程管理于2010年推出,是体现艾默生人性化设计理念的技术创新,引领了过程控制领域的技术潮流。电子布线技术能够消除不必要的工作流程,降低了工程的复杂程度,并且避免了后期变更带来的繁琐工作,节省项目成本和后期维护成本。

传统布线方式,通过线缆将现场设备的信号接至现场接线箱,然后从接线箱送至送到控制室的机柜内的端子排,最后通过柜间线连接至相应类型的卡件,从而完成现场信号的传输过程。如果出现后期设计变更或者布线错误,将会导致时间和人力成本的追加,严重时会导致整个项目进度的滞后。

艾默生的电子布线技术致力于降低项目执行复杂程度,应对项目后期变更的挑战。电子布线技术基于CHARMCharacterized Module)特性模块,实现真正的IO按需配置即随时随地配置IO,打破传统的布线理念,消除柜间线,通过电子布线方式将现场信号传送至控制器。

特性化模块 (CHARM)是电子布线的关键组件,用于连接现场设备线缆,可以支持任何类型(如AIAODIDORTD等)的 I/O 信号。实际应用时,无需考虑I/O的安装顺序和类型,接线位置变得更加灵活,将底座安装在底板上,CHARM插入底座即可。如果出现信号类型变更,只需更换CHARM和底座类型即可,无需更改配线。如果出现大量信号的追加,只需确认安装空间,即可轻松追加CHARM和通讯卡,无需重新设计和布线。完成CHARM的安装后,通过电子布线方式将通道分配至系统的任意控制器,在功能上实现了传统有线方式的接线柜功能,同时显著减少布线工作,增加安装灵活性并降低变更的影响。针对项目进度紧张的项目,甚至可以在现场进行CHARM和底座的安装。

电子布线技术除了提高布线和变更的灵活性外,还能大大减少占用空间,这对新装置和现有装置扩容来说都大有裨益。传统布线方式和电子布线的对比请参考图7和图8

电子布线技术能够大大降低机柜数量,从而显著降低新建装置的项目成本,而成本收益将带来项目收益。通常项目中预留给未来扩展的空间非常少。因此,在改造项目中追加 I/O 可能需要移动机柜或其他组件为扩展留出所需空间,甚至可能需要追加建筑空间。使用电子布线进行装置扩容,无需移动/重新布置现有 I/O 柜且或无需额外的建筑空间,最终将带来显著收益。

电子布线底板也支持现场机柜的安装。现有装置很少为任何潜在的未来扩展预留足够的空间。利用电子布线的现场机柜安装方式,用户只需“找到”新控制器的安装空间即可。同样,无需购买接线柜、无需调整组件排布且无需增加建筑空间,扩展项目的成本也会显著降低。

由于该平台历经多次改造升级,现场实际状况信息不足,原有功能策略实现方式和操作习惯如何得到100%复制,提供供电新方案,都是项目执行期间所需要解决的难点。最终最新的电子布线技术提供了安装使用的空前灵活性,将开车时间缩短为20小时,又为将来系统扩容预留了空间。


通过有限的资料信息准确掌握整套系统的结构。平台历经多次改造升级后,现场实际接线情况改动比较大。针对此特殊情况,艾默生的工程队伍上平台实地调研,拿着图纸、点表与现场实际情况一一校对,并与平台相关人员深入沟通、探讨,实现前期对旧系统的深入理解,完全还原设计思路,最终实现了旧系统向新系统的彻底转换。同时,在原系统的设计分析过程中,利用强大的DeltaV软件执行相同的功能并且解决旧程序的遗留问题,实现了对升级前程序的优化处理。


充分利用现有空间。原现场远程机柜内现场接线复杂,无法整体拆除。因此项目组利用旧远程柜空间,安装DeltaV系统的CHARM。新硬件安装灵活,调试方便,加快了项目进度,降低了至少6%的项目成本。


中控室内的接线繁杂凌乱,空间不足以后期的扩展需要。项目组将原中控室内的系统柜改装为端子柜,简化了维护工作,降低了项目后期停产时的接线难度。同时将中控室旁边的房间改建为新的中控室,放置新的机柜和工作站。


改善设备老化带来的影响。海上平台的气候多变,设备老化后运行时会出现信号不稳,例如频繁故障报警。艾默生的工程师在新系统软件组态时,采取了设备故障信号过滤的措施,有效地避免了因设备老化导致不必要的误关断。


老旧设备与新系统有效匹配。由于老旧设备的限制,原系统中某些数字量开关按钮是以模拟量的接线方式接入系统,为最大限度保留原系统硬件设计思路,减少额外的硬件改动工作。因此艾默生技术团队在不改变接线方式的前提下,依然保留模拟量接入新系统,利用功能强大的DeltaV软件组态实现数字量功能,原封不动的保持原系统的设计规范和功能,使操作维护人员迅速掌握并理解新系统的设计原理,降低新系统更换可能带来的不适应。

同时完全复制原按钮盘的外观、功能和布局,追加按钮保护盖,避免误触碰,提高了日常运行和维护的安全性;完全沿用原有的操作员画面,使得操作员可以无需培训直接上手使用,将系统更换所需要的培训时间减至最少。

安全稳定的供电新方案。技术团队对新系统的用电负荷做了严谨的计算,在保证满足运行负载的前提下,配置了冗余供电方式,对系统和设备分别独立供电,同时实现了每台系统柜的UPS供电保护,彻底解决了供电故障导致关断的棘手问题。实现PCS / ESD / FGS三大系统各自独立的备用电池,确保30分钟以上应急供电,显著提高了现场供电的稳定性

三、新方案的效果、发展前景

随着工艺的复杂化和技术创新的不断推进,如何消除应用的复杂化成为DCS厂商的关注点,CHARM便是这种理念下的产品。目前全球电子布线技术项目已经超过700个,运行时间超过50亿个小时。我们欣喜地看到,基于CHARM的电子布线技术在国内也获得了用户的认可,应用的项目也逐渐增多,目前已超过20个,主要集中在化工和船舶领域,而在石油领域的应用还有待开发。

电子布线技术根据根据现场应用类型又推出了本安型CHARMIS CHARMCHARM SIS,在国内外获得了众多高含金量奖项。

如需了解更多信息,请访问 (艾默生自动化解决方案)官网 http://www.emerson.cn

关键词:中海油绥中,艾默生电子布线技术,

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