霍尼韦尔安全网在LD21-2 油田群中控系统的应用

（中海石油<中国>有限公司天津分公司，天津 300450）

LD21-2 油田群各平台均采用霍尼韦尔中控系统，因此采用霍尼韦尔SafeNet 安全网作为平台间中控信号安全连接管理系统。霍尼韦尔安全管理系统是基于Honeywell 独有的,TÜV 认证的SafeNet 通讯协议支持通过Ethernet,RS232,RS485 以及光纤(Fiber optic)等的 SafeNet 通讯。霍尼韦尔安全管理系统是完全嵌装在SM 系统中的,具有组态简单方便、可兼容强、通讯可靠且隔离等优点。

一、系统构成

LD21-2油田群共有LD16-3CEPA、LD16-3WHPB、LD21-2WHPA、LD21-2WHPB、及LD10-1PAPD 五座新建平台。新建平台与在生产平台通过海底石油管道及海底电缆互相连接。中控系统信号（包括PCS、ESD、FGS 等）通过海底电缆中的光纤进行信号传送。为保证整个油田群生产设施和人员的安全，油气输送链路下游的ESD应急关断将直接引起上游油气生产平台的生产关断。LD21-2 油田群霍尼韦尔SafeNet 框架图如下图1。

LD21-2 油田群霍尼韦尔安全管理系统由安全管理控制器、安全管理底盘IO、安全管理通用安全IO 三部分组成。油田群每个平台作为一个控制节点，由安全管理控制器接入油田群SafeNet 安全网。

安全管理器是一个高度可靠，高度完整的安全系统的安全关键控制应用。作为霍尼韦尔Experion 流程知识系统(PKS)的一部分，安全管理器集成或独立应用，构成了功能性安全的基础，为人员、工厂设备和环境提供保护，并为工厂的持续运行提供最佳的可用性。安全经理提供安全，可靠和效率的基础。安全管理器控制器运行并控制安全管理器的应用程序逻辑，与其他系统通信，执行安全关键功能诊断，并在维护安全的同时响应检测到的故障。一个安全管理器控制器由一个控制处理器、一个控制器底盘、一个电池和按键开关模块(BKM)和一个控制处理器背板(CPB)组成，CPB 包括一个冗余系统总线。控制处理器由核心组件组成，如四核处理器包(QPP)、通信模块(COM)和电源单元(PSU)。控制处理器(CP)是安全管理器控制器的核心。它是一个模块化的微处理器系统，专门为安全关键的应用程序设计，可以适应许多应用程序的需求。

安全管理输入/输出模块将SM 控制器连接到现场的传感器和执行器。各种底盘IO 模块包括安全模块、模拟模块和数字模块、冗余模块和非冗余模块以及不同的电压模块。所有通信接口都是电流隔离的。

通过软件自由配置安全管理IO 模块上的32 个AO,DO,AI,DI 通道，作为油田群安全网的输入输出信息。ESD 通过双冗余串行链路/网关接入冗余安全网，用于对ESD 信号进行数据监测、诊断和记录。安全通信网络支持与ESD相关的全部关机、控制和监视功能。IO 背板(IOB)由多层PCB 板组成，其中一层为接地面，以提高EMC/RFI 抗扰度。IO 背板的正面包含用于安装IO 模块和IO 扩展模块的Eurocard 连接器。在后面，IO 背板为系统互连电缆(SICs)提供母接头，它也连接到FTA 模块。背面还提供了编程连接器，这使得IO 接口可以根据现场设备的特定信号特性进行定制。数字线路监控输出阻抗。集成在IO 背板是内部和外部电源分配到IO 模块。

二、系统特点

LD21-2 油田群中控安全管理系统，具备系统冗余和可用性。任何单个系统的故障不会导致有害跳闸。保证每个新的系统故障都在DTI(通常是3 秒)内诊断出来，并且可以立即隔离整个系统的多个故障，不影响整个系统的运行。LD21-2 油田群中控安全管理系统具备在线修复和在线修改功能。油田群之间的系统升级配置、应用程序或嵌入式系统软件，都可以在线完成。

SafeNet 支持SM 控制器之间的时间同步。在一个网络上，可以多达63个SM 控制器。允许远程SM 控制器分散连接，例如卫星和无线媒介。一个Safety Builder 可同时访问多个SM 控制器，多个Safety Builder 可连接多个SM 控制器，通过权限设置，可以限制访问。安全管理器从根本上提高过程安全，保护工厂资产和人员来提高油田的经营成果。LD21-2 油田群安全网通过与Experion PKS 的紧密集成，安全系统被统一到一个单一的安全系统架构中，提高过程的安全性、可靠性和效率。安全管理器控制器硬件体系结构降低了控制器的复杂性，提高了易用性、系统可靠性和安全性。通过使用金属外壳对控制器和安全输入/输出进行封装，增强了硬件的健壮性。这提高了EMC 性能。

三、结语

随着国家加大能源安全重视程度，近几年又掀起了一波石油天然气开发热潮。海洋石油开采平台由于其特殊的地理位置及环境，更需要提升油田生产安全层次。目前海洋石油平台中控主要采用艾默生、霍尼韦尔、横河、浙大等大型工控厂家。随着海洋石油平台数量增多，平台间物流链增多，油田群的不同中控厂商间的中控安全网络便成了目前亟待解决的问题。本文以霍尼韦尔中控为例，介绍了LD21-2 油田群安全网的做法。相信随着技术的进步的和安全网兼容性的提高，安全网的拓展应用会越来越广泛。