霍尼韋爾安全網在LD21-2 油田群中控系統的應用

（中海石油<中國>有限公司天津分公司，天津 300450）

LD21-2 油田群各平臺均采用霍尼韋爾中控系統，因此采用霍尼韋爾SafeNet 安全網作為平臺間中控信號安全連接管理系統?；裟犴f爾安全管理系統是基于Honeywell 獨有的,TüV 認證的SafeNet 通訊協議支持通過Ethernet,RS232,RS485 以及光纖(Fiber optic)等的 SafeNet 通訊?；裟犴f爾安全管理系統是完全嵌裝在SM 系統中的,具有組態(tài)簡單方便、可兼容強、通訊可靠且隔離等優(yōu)點。

一、系統構成

LD21-2油田群共有LD16-3CEPA、LD16-3WHPB、LD21-2WHPA、LD21-2WHPB、及LD10-1PAPD 五座新建平臺。新建平臺與在生產平臺通過海底石油管道及海底電纜互相連接。中控系統信號（包括PCS、ESD、FGS 等）通過海底電纜中的光纖進行信號傳送。為保證整個油田群生產設施和人員的安全，油氣輸送鏈路下游的ESD應急關斷將直接引起上游油氣生產平臺的生產關斷。LD21-2 油田群霍尼韋爾SafeNet 框架圖如下圖1。

LD21-2 油田群霍尼韋爾安全管理系統由安全管理控制器、安全管理底盤IO、安全管理通用安全IO 三部分組成。油田群每個平臺作為一個控制節(jié)點，由安全管理控制器接入油田群SafeNet 安全網。

安全管理器是一個高度可靠，高度完整的安全系統的安全關鍵控制應用。作為霍尼韋爾Experion 流程知識系統(PKS)的一部分，安全管理器集成或獨立應用，構成了功能性安全的基礎，為人員、工廠設備和環(huán)境提供保護，并為工廠的持續(xù)運行提供最佳的可用性。安全經理提供安全，可靠和效率的基礎。安全管理器控制器運行并控制安全管理器的應用程序邏輯，與其他系統通信，執(zhí)行安全關鍵功能診斷，并在維護安全的同時響應檢測到的故障。一個安全管理器控制器由一個控制處理器、一個控制器底盤、一個電池和按鍵開關模塊(BKM)和一個控制處理器背板(CPB)組成，CPB 包括一個冗余系統總線。控制處理器由核心組件組成，如四核處理器包(QPP)、通信模塊(COM)和電源單元(PSU)。控制處理器(CP)是安全管理器控制器的核心。它是一個模塊化的微處理器系統，專門為安全關鍵的應用程序設計，可以適應許多應用程序的需求。

安全管理輸入/輸出模塊將SM 控制器連接到現場的傳感器和執(zhí)行器。各種底盤IO 模塊包括安全模塊、模擬模塊和數字模塊、冗余模塊和非冗余模塊以及不同的電壓模塊。所有通信接口都是電流隔離的。

通過軟件自由配置安全管理IO 模塊上的32 個AO,DO,AI,DI 通道，作為油田群安全網的輸入輸出信息。ESD 通過雙冗余串行鏈路/網關接入冗余安全網，用于對ESD 信號進行數據監(jiān)測、診斷和記錄。安全通信網絡支持與ESD相關的全部關機、控制和監(jiān)視功能。IO 背板(IOB)由多層PCB 板組成，其中一層為接地面，以提高EMC/RFI 抗擾度。IO 背板的正面包含用于安裝IO 模塊和IO 擴展模塊的Eurocard 連接器。在后面，IO 背板為系統互連電纜(SICs)提供母接頭，它也連接到FTA 模塊。背面還提供了編程連接器，這使得IO 接口可以根據現場設備的特定信號特性進行定制。數字線路監(jiān)控輸出阻抗。集成在IO 背板是內部和外部電源分配到IO 模塊。

二、系統特點

LD21-2 油田群中控安全管理系統，具備系統冗余和可用性。任何單個系統的故障不會導致有害跳閘。保證每個新的系統故障都在DTI(通常是3 秒)內診斷出來，并且可以立即隔離整個系統的多個故障，不影響整個系統的運行。LD21-2 油田群中控安全管理系統具備在線修復和在線修改功能。油田群之間的系統升級配置、應用程序或嵌入式系統軟件，都可以在線完成。

SafeNet 支持SM 控制器之間的時間同步。在一個網絡上，可以多達63個SM 控制器。允許遠程SM 控制器分散連接，例如衛(wèi)星和無線媒介。一個Safety Builder 可同時訪問多個SM 控制器，多個Safety Builder 可連接多個SM 控制器，通過權限設置，可以限制訪問。安全管理器從根本上提高過程安全，保護工廠資產和人員來提高油田的經營成果。LD21-2 油田群安全網通過與Experion PKS 的緊密集成，安全系統被統一到一個單一的安全系統架構中，提高過程的安全性、可靠性和效率。安全管理器控制器硬件體系結構降低了控制器的復雜性，提高了易用性、系統可靠性和安全性。通過使用金屬外殼對控制器和安全輸入/輸出進行封裝，增強了硬件的健壯性。這提高了EMC 性能。

三、結語

隨著國家加大能源安全重視程度，近幾年又掀起了一波石油天然氣開發(fā)熱潮。海洋石油開采平臺由于其特殊的地理位置及環(huán)境，更需要提升油田生產安全層次。目前海洋石油平臺中控主要采用艾默生、霍尼韋爾、橫河、浙大等大型工控廠家。隨著海洋石油平臺數量增多，平臺間物流鏈增多，油田群的不同中控廠商間的中控安全網絡便成了目前亟待解決的問題。本文以霍尼韋爾中控為例，介紹了LD21-2 油田群安全網的做法。相信隨著技術的進步的和安全網兼容性的提高，安全網的拓展應用會越來越廣泛。