海上平台远程监控系统扩容探讨.docx

海上平台远程监控系统改造扩容探讨摘要：在某油田开发项目中，新建了CX，CX/N及14-1三座海上平台，需要依托原CEP生产实施进行生产。正常生产时，新建平台的数据需要实时传输到CEP、陆地终端及基地办公大楼；台风来临时，生产人员撤离，需要派人去陆地终端对新增平台进行远程监控，因此需要对CEP原有远程监控系统、通讯设备及通讯带宽等进行改造扩容。关键词：海上平台、远程监控、卫星带宽、改造扩容。0 概述中心平台（CEP）位于距陆地基地东南方向大约450公里的中国某海域，于2005年9月建成投产。主要作用是接收周边气田井口平台的物流，对天然气、凝析油进行加工处理，以达到外输陆地终端的要求。中心平台（CEP）周围已建成WHPA和WHPC两个井口平台。目前新建CX、CX/N二个平台需要依托原中心平台进行生产，为满足投产需要，需要对中心平台工艺、电气、仪表、通讯系统等进行改造扩容。CEP的中央控制系统（DCS）位于中控室内，对CEP和WHPA进行生产控制、关断和火灾/天然气泄漏报警。DCS系统由PCS 、ESD和F&G组成。PCS采用的是EMERSON公司的Delta V系统，现场设有5个远程I/O柜。ESD和F&G为两套相对独立的系统，使用的为HIMA H51q系统，该系统为AK6/SIL3安全等级的安全控制系统。CEP通过海缆光纤对WHPA平台进行控制，所有信号通过卫星传输至宁波陆上终端。陆上终端中控室内设有一套独立于陆地终端控制系统的海上生产监控系统PCS，用于台风状态、海上操作人员撤离平台的情况下、对CEP、 WHPA和WHPC实施监测和遥控关断。设有冗余的I/O卡件，通过卫星与海上通讯，通过陆上光纤与上海控制站通讯。CEP的海上卫星系统与陆上终端的卫星系统的带宽为512K，主要用于海上平台和陆地终端间的控制系统信号的遥控和监测、CCTV系统监测、电话/传真及LAN通讯。CEP的海上卫星系统与基地的卫星系统的通讯带宽为256K，主要用于海上平台和基地的电话/传真及LAN通讯。陆地终端和基地间还设有陆地光纤，用于将海上传输的各种数据从终端传给基地。本次改造需要在该系统中增加新建平台的关断信号、生产数据和监控画面，并将其实时传输到基地办公室。原有卫星通讯带宽为512K,不能满足监控画面传输要求，也需要扩容。1 数据统计及带宽校核1.1 CX-WHPA平台传输到TWT-CEP平台信息量CX-WHPA平台、CX-WHPB平台、14-1平台都是新建平台，CX-WHPA平台作为一个中转平台收集了CX-WHPB平台和14-1平台上的生产信息，在CX-WHPA平台上做了一个信息汇总后，传输到CEP平台，CX-WHPA平台传输到CEP平台现有点数如下：A) CX-WHPA平台PCS：800点；ESD：322点；FGS：746点，Modbus通讯口18个，控制点约为1868个B) CX-WHPB平台PCS：380点；ESD：178点；FGS：455点，Modbus通讯口3个，控制点约为1013个C) 14-1平台PCS：422点；ESD：143点；FGS：307点，Modbus通讯口10个，控制点约为892个1.2 CEP平台与陆地终端的卫星带宽校核A) CX-WHPA 和 CEP以最大信息传输量估计，CX-WHPA需要通过OPC通讯传输到CEP平台上信息共为：3773点，以最大压缩比双向传输，需要通讯信道宽度约为471.6Kkb/s。CX-WHPA平台与CEP平台之间通讯介质为光纤，通讯信道宽度为100Mb/s，以全速传输方式进行通讯的话，网络负载率约为2%。B) CX-WHPA 和 14-1 14-1需要通过OPC通讯传输生产数据至CX-WHPA，通讯点约为900点，以最大压缩比双向传输，需要信道宽度为128kb/sCX-WHPA平台与14-1平台之间通讯介质为光纤，通讯信道宽度为100Mb/s，以全速传输方式进行通讯的话，网络负载率约为1%。C) CX-WHPA 和 CX-WHPBCX-WHPA平台与CX-WHPB平台之间通过扩展过程控制网络实现通讯，通讯点约为1000点，以最大压缩比双向传输，需要信道宽度为128kb/s。CX-WHPA平台与CX-WHPB平台之间通讯介质为光纤，通讯信道宽度为100Mb/s，以全速传输方式进行通讯的话，网络负载率约为1%。D) CEP 和 陆地终端目前， CEP与陆地终端卫星通讯数据信道宽度为128kb/s，如果CX-WHPA、CX-WHPB和14-1平台投产后，对于卫星通讯宽度有巨大的压力，需要卫星通讯可以扩宽频带至少到768kb/s以满足通讯的实时性、连续性、稳定性。2 改造扩容方案2.1 中控厂家给出了两套改造扩容方案供选择：方案一、CXB和14-1的数据全部送到CXA，在CXA、CEP及陆地终端增加OPC服务器，通过OPC服务器将数据进行互传，平时进行单向数据传输，台风时双向传输。优点设备少，造价低，缺点占用带宽多，有时传输不稳定。方案二、CXB和14-1的数据全部送到CXA，在CXA、CEP及陆地终端增加OPC服务器，在CEP和陆地终端再增加一套冗余CPU用于与OPC服务器配合处理传输数据。优点占用带宽少，传输稳定，缺点，设备多，造价高。远程监控系统网络结构图：TC4CEP平台陆地终端厂 TC3CX-WHPAWHPA TC1OPC2TS2OPC1TS1基地信息中心注释：过程控制网TCP/IP公用网络卫星通讯链接市话通讯网络TC4（Terminal Client 4）:远程客户端，位于基地信息中心，以宁波终端的TS1为Server TS1（Terminal Server1）：远程服务器，位于陆地终端，为TC4的HostOPC1（OPC Server1）：OPC服务器，位于陆地终端，与OPC2（位于CEP平台）通讯 TC1（Terminal Client1）：远程客户端，位于陆地终端，以CEP平台上的TS2为ServerOPC2（OPC Server2）：OPC服务器，位于CEP平台，与OPC1（位于陆地终端）通讯 TS2（Terminal Server2）：远程服务器，位于CEP平台，为TC1的HostTC3（Terminal Client3）：远程客户端，位于CEP平台，以CX-WHPA上的Terminal Server为Server最终经过权衡选择了第二个方案。由于租用卫星带宽费用昂贵，生成方不同于增加信道带宽，但运行方式有所变化，台风期间可关闭其它带宽使用（如办公网络，电话等）这些带宽合起来共有512K，基本上能够满足远程控制要求。3 几点建议海上生产对卫星带宽要求越来越大，生产操作费用居高不下，鉴于卫星通信租用费用昂贵，建议如下：A) 选择