Phân tích thiết kế hệ thống điều khiển an toàn cho giàn khai thác của vietsovpetro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUỐC NAM PHÂN TÍCH - THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TOÀN CHO GIÀN KHAI THÁC CỦA VIETSOVPETRO LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUỐC NAM PHÂN TÍCH - THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TOÀN CHO GIÀN KHAI THÁC CỦA VIETSOVPETRO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS PHAN XUÂN MINH Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Quốc Nam, học viên lớp Cao học 2014B ĐKTĐH.VT Sau hai năm học tập nghiên cứu, đƣợc giúp đỡ thầy cô trƣờng Bách Khoa Hà Nội đặc biệt giúp đỡ PGS TS Phan Xuân Minh, giáo viên hƣớng dẫn tốt nghiệp tôi, đến cuối chặng đƣờng để kết thúc khóa học Tơi định chọn đề tài tốt nghiệp “Phân Tích - Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển An Tồn Cho Giàn Khai Thác Của Vietsovpetro” Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân dƣới hƣớng dẫn PGS Phan Xuân Minh tham khảo tài liệu liệt kê Tơi khơng chép cơng trình cá nhân khác dƣới hình thức Nếu có tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Ngƣời cam đoan MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHAI THÁC DẦU .9 1.2 CÁC HỆ THỐNG CHÍNH 11 1.3 VỊ TRÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TOÀN SIS TRÊN GIÀN KHAI THÁC 24 1.4 CÁC BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN ĐẶC TRƢNG DÙNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TOÀN SIS 30 CƠ SỞ VÀ THỰC TẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TỒN TREN GIÀN DẦU KHÍ: 35 2.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THEO API, DNV 35 2.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TOÀN (SIS) TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHỆ 43 2.3 YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SIS THEO TIÊU CHUẨN API, IEC 56 2.4 CÁC YÊU CẦU CHO HỆ THỐNG FGS THEO TIÊU CHUẨN (DNVGL) 66 2.5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DỪNG KHẨN CẤP (ESD) THEO TIÊU CHUẨN (DNV, API) 70 2.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG SIS THỰC TẾ TRÊN BKT 84 THIẾT KẾ MÔ PHỎNG VÀ CHẠY THỬ TRÊN WINCC 130 3.1 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM WINCC 130 3.2 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG .133 KẾT LUẬN VÀ CẢI TIẾN .142 4.1 ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG ĐÃ XÂY DỰNG .142 4.2 TÍCH HỢP HỆ THỐNG - CÁC CẢI TIẾN CẦN THIẾT 144 4.3 KẾT LUẬN 152 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Một số thuật ngữ viết tắt đƣợc sử dụng tài liệu nhƣ sau: BDV (Blowdown Valve) Van xả áp ESD (Emergency Shutdown) Dừng khẩn cấp F&G (Fire and Gas) Báo cháy – báo khí HFT Dung sai lỗi phần cứng PCS (Process Control System) Hệ thống điều khiển công nghệ PFD (Process Flow Diagram) Sơ đồ trình ppm (Parts Per Million) Phần triệu đơn vị PSD (Process Shutdown) Dừng trình SCSSV (Surface Controlled Sub-Surface Safety Valve) Van sâu điều khiển từ bề mặt SDV (Shutdown Valve) Van đóng khẩn cấp SSV (Surface Safety Valve) Van an toàn bề mặt TEG Triethylene Glycol USD (Unit Shutdown) Dừng thiết bị đơn lẻ WHCP (Wellhead Control Panel) Tủ điều khiển đầu giếng WVSV (Wing Valve) Van nhánh WAT (Wax appearance temperature) Nhiệt độ tạo sáp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1 CÁC HÀM CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 48 Bảng 2-2 CÁC HÀM LOGIC CƠ BẢN 49 Bảng 2-3 XÁC ĐỊNH SIL TRONG CHẾ ĐỘ NHU CẦU THẤP 52 Bảng 2-4 XÁC ĐỊNH SIL TRONG CHẾ ĐỘ NHU CẦU CAO HOẶC LIÊN TỤC 53 Bảng 2-5 YÊU CẦU HFT TỐI THIỂU TƢƠNG ĐƢƠNG VỚI SIL 59 Bảng 2-6 YÊU CẦU VỊ TRÍ CÁC ĐẦU DÕ LỬA 67 Bảng 2-7 ĐIỀU KIỆN AN TOÀN NHẤT VÀ CẤU HÌNH MẠCH ĐẦU RA TƢƠNG ỨNG 72 Bảng 2-8 TÍNH TỐN I/O CHO HỆ THỐNG SIS TREN BÌNH TACH V-400 106 Bảng 2-9 TÍNH TỐN IO CHO HE THONG FGS KHU VUC BINH TACH V400 115 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1-1 Q trình cơng nghệ giàn đầu giếng 10 Hình 1.2-1 Đầu giếng 11 Hình 1.2-2 Cụm thu gom sản phẩm 12 Hình 1.2-3 Bình tách sản phẩm 13 Hình 1.2-4 Bộ đo lƣu lƣợng 15 Hình 1.2-5 Bộ làm sách khí/ bình xả kín 16 Hình 1.2-6 Hệ thống làm gồm bình xả kín hở 16 Hình 1.2-7 Hệ thống cấp bậc dừng giàn 23 Hình 1.3-1 Sơ Đồ Khối Hệ Thống SIS Với Các Hệ Thống Liên Quan 29 Hình 1.4-1 Bảo vệ áp thấp áp (rò rỉ) 31 Hình 1.4-2 Bảo vệ tràn chất lỏng/ tràn khí – cảm biến mức 33 Hình 1.4-3 Bảo vệ tràn chất lỏng/ tràn khí – đóng nguồn vào/ra 33 Hình 2.2-1 Mơ hình tham chiếu Purdue cho hệ thống điều khiển phân tán 44 Hình 2.2-2 KIẾN TRƯC CỦA CHỨC NĂNG THIẾT BỊ AN TỒN SIF 52 Hình 2.2-3 Vòng đời rủi ro 53 Hình 2.2-4 Các cấp giảm rủi ro 54 Hình 2.2-5 Mơ hình lớp bảo vệ nhà máy 55 Hình 2.4-1 SƠ ĐỒ KHỐI MỘT HỆ THỐNG FIRE AND GAS 70 Hình 2.5-1 Sơ đồ phân tích an tồn 76 Hình 2.5-2 Đầu giếng ống dẫn dòng 77 Hình 2.5-3 Đƣờng Truyền Phụ Gia-Hóa Chất Vào Giếng 78 Hình 2.5-4 Bình Áp Lực 79 Hình 2.5-5 Đƣờng Ống Dẫn Dầu 83 Hình 2.6-1 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN GIÀN ĐẦU GIẾNG 95 Hình 2.6-2 THỰC TẾ NGUYÊN LÝ DỪNG GIÀN THEO PHÂN CẤP 95 Hình 2.6-3 LƢU ĐỒ PID ĐIỀU KHIỂU BÌNH TÁCH V400 103 Hình 2.6-4 LOGIC ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN 107 Hình 2.6-5 LOGIC ĐIỀU KHIỂN CHO VAN DỪNG/XẢ 108 Hình 2.6-6 VÕNG LOGIC ĐIỀU KHIỂN XẢ VAN BDV-401 110 Hình 2.6-7 LOGIC ĐĨNG VAN DỪNG SDV-400/404 111 Hình 2.6-8 BỐ TRÍ THIẾT BỊ FGS CHO KHU VỰC BÌNH TÁCH 114 Hình 2.6-9 LOGIC ĐẦU DÕ LỬA 115 Hình 2.6-10 LOGIC ĐẦU DÕ KHÍ 116 Hình 2.6-11 LOGIC TÁC ĐỘNG MỨC ESD-2 116 Hình 2.6-12 LOGIC TÁC ĐỘNG CỦA NUT NHẤN 117 Hình 2.6-13 LOGIC CHO NÖT NHẤN 117 Hình 2.6-14 LOGIC CHO CÁC ĐẦU DÕ 118 Hình 2.6-15 LOGIC PHÁT CÁC CẢNH BÁO 119 Hình 2.6-16: Sơ đồ khối/truyền thơng tổng quát hệ thống ICSS (PCS, SIS) 120 Hình 2.6-19 HỆ THỐNG DẦU DÕ FIRE & GAS SÀN MAINDECK 121 Hình 2.6-20 HỆ THỐNG DẦU DÕ FIRE & GAS SÀN PLATFORM 122 Hình 2.6-21 HỆ THỐNG DẦU DÕ FIRE & GAS SÀN UPPER DECK 123 Hình 2.6-22 HỆ THỐNG DẦU DÕ FIRE & GAS SÀN ROOF OF SHELTER 124 Hình 2.6-23 THIẾT BỊ DỪNG CƠNG NGHỆ ESD CỤM BÌNH TÁCH V-400 125 Hình 2.6-24 THIẾT BỊ DỪNG CƠNG NGHỆ ESD CỤM ĐẦU GIẾNG SỐ 126 Hình 2.6-25 THIẾT BỊ DỪNG CÔNG NGHỆ ESD CỤM RISER 127 Hình 2.6-26 TREND VA HISTORY CỦA LZT-400 128 Hình 2.6-27 TREND VA HISTORY CỦA PZT-402 129 Hình 3.2-1 LẬP TRÌNH PLC 133 Hình 3.2-2 SƠ ĐỒ LẬP TRÌNH BẬC THANG 135 Hình 3.2-3 SƠ ĐỒ LẬP TRÌNH BẬC THANG 136 Hình 3.2-4 SƠ ĐỒ LẬP TRÌNH BẬC THANG 136 Hình 3.2-5 KẾT NỐI VỚI WINCC 137 Hình 3.2-6 TAG NAME CỦA CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG 137 Hình 3.2-7 THIẾT KẾ TRÊN WINCC 138 Hình 3.2-8 THIẾT KẾ THANH MỨC BÌNH 140 Hình 3.2-9 HỒN THÀNH CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHÕNG TREN WINCC 141 Hình 4.1-1 CÁC MỨC TÍCH HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 143 Hình 4.2-1 KIẾN TRƯC ICSS ĐIỂN HÌNH 146 LỜI MỞ ĐẦU Các hệ thống công nghệ khai thác dầu - khí biển ln địi hỏi phải đƣợc trang bị hệ thống đo lƣờng - điều khiển đƣợc thiết kế theo tiêu chuẩn qui định đặc thù, đảm bảo cho hệ thống công nghệ hoạt động an tồn, ổn định, xác hiệu quả, Trong trình thiết kế, kỹ sƣ thiết kế phải thực hàng loạt tính tốn, lựa chọn thiết bị, thiết kế - chế tạo hệ thống, lập trình điều khiển, đăng kiểm thiết kế hệ thống… phù hợp với chức nguyên lý hệ thống điều khiển đƣợc yêu cầu Để thực nhiệm vụ này, kiến thức chun mơn, ngƣời thiết kế phải có kinh nghiệm nắm vững tiêu chuẩn, qui trình qui phạm thiết kế hệ thống đo lƣờng - điều khiển, nhƣ phải có kỹ việc định dựa qui định an tồn cho ngƣời mơi trƣờng đăng kiểm quốc gia quốc tế Thực tế cho thấy kỹ sƣ tốt nghiệp từ trƣờng đào tạo chuyên ngành đo lƣờng – điều khiển ngồi nƣớc có hạn chế định việc tiếp cận triển khai thực công việc thiết kế Đặc biệt, họ hầu nhƣ không đƣợc đào tạo qui định, qui chuẩn tiêu chuẩn thiết kế hệ thống Dựa kinh nghiệm khó khăn trải qua q trình tiếp cận công việc thực thiết kế, mong muốn xây dựng hƣớng dẫn thiết kế hệ thống đo lƣờng - điều khiển để hỗ trợ trang bị kiến thức cần thiết cho kỹ sƣ thiết kế chƣa có kinh nghiệm, nhằm giảm bớt khó khăn ban đầu, đáp ứng tốt yêu cầu cơng việc nhƣ nhanh chóng nâng cao lực kinh nghiệm thiết kế hệ thống đo lƣờng - điều khiển Công việc thiết kế hệ thống đo lƣờng – điều khiển cụ thể phụ thuộc vào tiêu chuẩn áp dụng, yêu cầu chủ đầu tƣ, qui mơ dự án… đề tài mang tính chất định hƣớng chung cho việc tiếp cận triển khai thiết kế Các yêu cầu cụ thể phƣơng pháp tính tốn, lựa chọn thiết bị… đƣợc đƣa đề tài nhằm phân tích, chứng minh tính đắn hƣớng dẫn ngƣời thiết kế hệ thống tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế chi tiết, hƣớng dẫn tính tốn nhƣ u cầu chủ đầu tƣ dự án cụ thể Tôi mong muốn thông qua đề tài này, cung cấp nhìn khác việc thiết kế, phân tích hệ thống Khác với việc phân tích hệ thống thơng qua nghiên cứu lý thuyết, muốn tập trung nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế quốc tế - kho ứng dụng thực tiễn đƣợc nhiều chuyên gia có kinh nghiệm giới tập hợp đƣa cho ngƣời nghiên cứu Kết hợp với thành nghiên cứu nhóm tác giá Vietsovpetro mắt tài liệu “Hƣớng dẫn thiết kế đo lƣờng điều khiển giàn khoan” phát hành nội 10-2016, mục đích giảm thiểu thời gian thiết kế hệ thống nhƣ đăng kiểm hệ thống thực tế trƣớc đƣợc cấp phép vào hoạt động Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu đề tài: tập trung phân tích hệ thống tổng quan, yêu cầu đầu vào đầu việc thiết kế hệ thống điều khiển trình cho giàn khai thai dầu khí tiêu chuẩn Nghiên cứu hệ thống hữu, hệ thống quy định, tiêu chuẩn quốc tế ngành dầu khí Đối tƣợng nghiên cứu Tập trung nghiên cứu vào đối tƣợng cụ thể hệ thống điều khiển công nghệ giàn khai thác dầu khí (Bình tách V-400) Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu, mô cho hệ thống điều khiển ứng dụng cho bình tách V-400 giàn khai thác dầu khí BKT Liên Doanh Việt-Nga Vietsovpetro Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống điều khiển theo logic tiếp cận hệ thống Nghiên cứu từ tổng quan hệ thống tới cụ thể đối tƣợng điều khiển bình V-400 Nghiên cứu dựa phƣơng pháp ứng dụng thực tiễn có kiểm chứng cụ thể thiết kế hệ thống điều khiển cơng nghệ giàn BKT, phân tích kiểm chứng phần kết dựa thực tế xây dựng giàn BKT Em xin chân thành cảm ơn cô Phan Xuân Minh, thầy cô giáo khoa đồng nghiệp công tác Liên Doanh Việt-Nga Vietsovpetro giúp đỡ tạo điều kiện để em thực tốt đề tài Tuy nhiên kiến thức, kinh nghiệm chƣa đƣợc hoàn chỉnh nên cịn có số thiếu sót q trình thực đề tài, em mong nhận đƣợc bảo, đóng góp ý kiến thầy giáo bạn đọc quan tâm đề tài Kích chuột phải vào đối tƣợng chọn Configuration dialogue Hình 3.2-8 THIẾT KẾ THANH MỨC BÌNH Cài đặt giá trị Min, Max, tần số cập nhật liệu cho tag 140 Hình 3.2-9 HỒN THÀNH CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHÕNG TREN WINCC 141 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ CẢI TIẾN 4.1 ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG ĐÃ XÂY DỰNG Do giới hạn kiến thức thời gian thực hiện, đề tài nhiều hạn chế, chƣa thể sâu tìm hiểu nhƣ đƣa phƣơng pháp đáp ứng yêu cầu an toàn hệ thống điều khiển an toàn Giàn BKT đƣợc đƣa vào vận hành cuối năm 2016 nên liệu tập hợp chƣa đƣợc nhiều đầy đủ Tuy nhiên với đề tài này, kết hợp tài liệu hƣớng dẫn thiết kế nhóm tác giả Võ Việt Hải- Lê Tùng Sơn biên soạn đủ để cung cấp nhìn tổng quan việc thiết kế hệ thống đo lƣờng, điều khiển Liên Doanh Việt – Nga Vietsovpetro Đồng thời cho thấy tính đắn áp dụng tiêu chuẩn thiết kế kinh điển giới nhƣ API, IEC, DNV… Bằng chứng giàn khoan BKT đƣợc cấp phép hoạt động thềm lục địa Việt Nam với tên gọi Thỏ Trắng 03 đáp ứng hồn tồn u cầu từ phủ Việt Nam, yêu cầu công nghệ khai thác từ Chủ đầu tƣ yêu cầu an toàn vận hành tổ chức đăng kiểm BV (Bureau Veritas) Toàn tài liệu thiết kế cho giàn khoan đƣợc thực kỹ sƣ trẻ, số năm kinh nghiệm ít, nhiên chất lƣợng đƣợc phê duyệt xác nhận Hệ thống đƣợc đƣa vào vận hành, khai thác, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn an tồn, nhƣng cịn số hạn chế mặt chi phí đầu từ vận hành, thời gian chết hệ thống v.v Do đó, định hƣớng phát triển cải tiến bỏ ngõ Trong thiết kế triển khai, hệ thống điều khiển q trình cơng nghệ (PCS) hệ thống điều khiển thiết bị an toàn (SIS) hợp lại thành hệ thống điều khiển trình cơng nghệ chung giàn khai thác Tuy nhiên, hệ thống nhƣ phần trình bày la tách biệt, mang tới số bất cập chi phí đầu tƣ, vận hành cao Nhằm cải thiện nhƣợc điểm Định hƣớng thiết kế phát triển hệ thống điều khiển công nghệ giàn khai thác đƣợc định hƣớng phân tích sơ lƣợc phần Giải pháp An tồn Tích hợp cho quy trình tự động hố từ số hãng cho phép tích hợp hệ thống an tồn SIS vào hệ thống điều khiển trình PCS Với hội nhập chung này, hệ thống điều khiển trình hệ thống thiết bị an toàn đƣợc dựa phần cứng chung Việc giảm yêu cầu không gian, phạm vi thiết bị phần cứng đấu nối, lắp đặt chi phí kỹ thuật tiết kiệm đáng kể chi phí tồn vịng đời nhà máy Mức độ tích hợp hệ thống an tồn hệ thống điều khiển q trình Theo định nghĩa, phân biệt đƣợc thực ba cấp tích hợp sau đây: • Có giao tiếp BPCS hệ thống thiết bị an toàn đƣợc dựa phần cứng khác đƣợc kết nối với cổng vào để trao đổi liệu Kỹ thuật cho hệ thống đƣợc thực thông qua công cụ kỹ thuật riêng biệt • Tích hợp BPCS hệ thống kiểm sốt q trình hệ thống an tồn đƣợc dựa phần cứng, truyền thông kỹ thuật khác nhau, nhƣng đƣợc thực hệ thống tiêu chuẩn • Chung 142 BPCS hệ thống thiết bị an toàn đƣợc kết hợp hệ thống điều khiển trình Chúng sử dụng phần cứng thơng thƣờng (bộ điều khiển, fieldbus, I / O) Các chƣơng trình tiêu chuẩn an toàn đƣợc thực song song độc lập với Interfa ced ES OS BPCS ES SIS Gate way Integra ted ES OS BPCS SIS Com mon ES OS BPC S SIS Hình 4.1-1 CÁC MỨC TÍCH HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Tính mơ đun tính linh hoạt Tích hợp An Tồn cho phép định nghĩa mức độ tích hợp Nhiều ƣu điểm Tích hợp An Tồn đƣợc sử dụng nhờ hệ thống đƣợc tích hợp vào hệ thống điều khiển trình mở cách sử dụng giao tiếp tiêu chuẩn qua PROFIBUS / PROFINET IO Ethernet công nghiệp Bao gồm các: Xử lý chức tiêu chuẩn an toàn điều khiển S7-400 Khơng có hệ thống bus an tồn riêng biệt: Thơng tin liên quan đến tiêu chuẩn an toàn diễn fieldbus (PROFIBUS PROFINET, máy có PROFIsafe) Vận hành hỗn hợp module I / O tiêu chuẩn an toàn trạm I / O từ xa ET 200M, ET 200iSP, ET 200S ET 200pro Các hoạt động công nghiệp đƣợc hƣởng lợi từ cách tiếp cận toàn diện an toàn, hỗ trợ mạng lƣới điều khiển q trình an tồn cho phạm vi nhà máy để bảo vệ ngƣời, tài sản lợi nhuận Một chiến lƣợc an toàn bao gồm cơng nghệ q trình hệ thống, ngƣời tƣơng tác với q trình cơng nghệ giúp nhà máy đạt đƣợc mục tiêu an toàn Theo định nghĩa nêu tiêu chuẩn IEC 61511 (chƣơng 2), lớp bảo vệ với yêu cầu toàn vẹn thiết bị SIL, đảm bảo chức an toàn SIF đƣợc thực xác tin cậy Bằng cách tích hợp thành phần điều khiển, ngăn ngừa giảm thiểu bản, chi phí dự án tổng thể chi phí bảo trì liên tục giảm đáng kể Một hệ thống an tồn thực tích hợp cung cấp: • Giao diện hoạt động tích hợp • Tích hợp điều khiển peer • Chẩn đốn tích hợp • Tích hợp phân tích hậu kiểm • Hệ thống báo cháy khí tích hợp • Nguồn điện tích hợp • Sửa đổi tích hợp • Mơ tối ƣu hóa tích hợp Tích hợp vận hành cho phép nhân viên nhà máy có giao diện liền mạch với trình điều khiển, đồng thời trì tách biệt an tồn Từ quan điểm vận hành, khơng có khác biệt ứng dụng chạy Tất thông tin bắt buộc có sẵn cho ngƣời vận hành Điều 143 cho phép ứng dụng khác nhau, từ thiết bị quay hệ thống bảo vệ máy nén, đến hệ thống dừng khẩn cấp ứng dụng báo cháy khí quy mơ lớn đƣợc giám sát từ bảng điều khiển Hệ thống kiểm soát an tồn tích hợp (ICSS) cung cấp nhiều lợi ích cho việc xử lý công nghệ nhà máy Ví dụ, giúp ngƣời vận hành giảm thiểu can thiệp dừng nhƣ phục hồi dễ dàng từ trạng thái q trình rối loạn Nó cho phép sở giảm chi phí phần cứng cài đặt, đảm bảo cấu hình hệ thống dễ dàng với chức chặn cấu hình Các nhà máy triển khai tảng ICSS cho hệ thống F&G, ESD DCS/PCS làm giảm đáng kể chi phí vận hành bảo trì, nhiều trƣờng hợp, giảm 25% tổng chi phí dự án Tích hợp liền mạch với ESD DCS thơng qua giao thức mạng chung cung cấp xử lí an tồn trƣờng hợp khẩn cấp loại bỏ cần thiết phải bổ sung thiết bị kỹ thuật Tích hợp hệ thống phát lửa hệ thống bảo vệ cho địa điểm tiện ích với sở hạ tầng tự động hóa nhà máy tiếp tục cải thiện hiệu suất ngƣời vận hành thông qua việc sử dụng cửa sổ đơn để hiển thị cảnh báo, chẩn đoán kiện / lịch sử Cốt lõi chiến lƣợc an tồn lớp thiết kế q trình - thân cân nhắc kinh doanh, an tồn sản xuất cần thiết cho hoạt động có hiệu Ở lớp tiếp theo, cách tiếp cận thực công cụ thủ tục để quản lý tình bất thƣờng giảm cố Khi tình bất bình thƣờng xảy ra, quản lý báo động, phát kiện sớm, quản lý tình bất thƣờng (ASM) - hình đƣợc bảo đảm đảm bảo ngƣời vận hành có thơng tin sẵn có ngữ cảnh họ cần Điều cho phép phản ứng nhanh với tình nguy hiểm, tránh đƣợc cố an toàn Nền kinh tế kỷ 21 "tốc độ thực hiện" dấu hiệu cho thành công dự án, nhƣng dự án có ngân sách thời gian đây, hết, thành công đƣợc đo lƣờng dựa lợi tức vốn đầu tƣ (CapEx) Cùng với số hiệu suất Vốn đầu tƣ, quan trọng hơn, hoạt động hiệu với Chi phí Vận Hành(OpEx) Các cơng nghệ số chứng tỏ chìa khóa để đạt đƣợc cải tiến Vốn đầu tƣ Chi phí Vận Hành Một số nghiên cứu cải tiến Vốn đầu tƣ Chi phí Vận Hành đáng kể đƣợc đóng góp vào hệ thống điều khiển an tồn cách sử dụng "Thiết kế An Tồn Tích hợp"; có nghĩa hệ thống triết lý thiết kế ban đầu để tinh giản khía cạnh việc sử dụng hệ thống triển khai, mở rộng thông qua việc vận hành sử dụng hàng ngày Phần sau đƣa khảo sát để thực chủ đề sau: cách mạng số, kiến trúc tích hợp, thiết bị trƣờng thơng minh, hệ thống SIS, vịng lặp an tồn tồn diện, tích hợp PCS & SIS, Giảm Vốn đầu tƣ, Giảm Chi phí Vận Hành, Văn hố, Tổ chức lực 4.2 TÍCH HỢP HỆ THỐNG - CÁC CẢI TIẾN CẦN THIẾT 4.2.1 Cách mạng kỹ thuật số Các hệ thống số thay đối tác analog/ tƣơng tự Lý gia tăng sẵn sàng cho nhà máy hiệu tốt - cộng với giàu có thơng tin trƣớc khơng có Các hệ thống điều khiển phân tán bƣớc đột phá lớn vào năm 1970, nhƣng hệ thống dựa tín hiệu 4-20mA thông tin liên lạc độc quyền Sự chuyển hƣớng ngành công nghiệp vào cách mạng kỹ thuật số bắt đầu với việc đƣa giao thức HART cách 20 năm HART giao thức 144 truyền thơng lai cho phép tín hiệu số, chủ yếu để tăng cƣờng thông tin, để tồn với tín hiệu điều khiển 4-20mA Truyền thông hai chiều kỹ thuật số biến đổi thiết bị trƣờng từ thiết bị chức đơn lẻ sang thiết bị đa chức cung cấp nhiều biến đo đƣợc với xâm nhập trình đơn nhƣ sức khoẻ thiết bị, sức khoẻ q trình dự đốn cuối đời thiết bị Ngày có hàng chục ngàn thiết bị HART đƣợc cài đặt ứng dụng điều khiển an tồn q trình Các thiết bị đƣợc tìm thấy nhà máy tồn giới Foundation fieldbus mạng lƣới tất truyền thơng số, gốc cơng nghệ HART Việc giới thiệu tất truyền thông kỹ thuật số mở thuật ngữ nhà máy "thông minh-SMART" Nhà máy thông minh đƣợc xây dựng tất thiết bị số (tức phát, điều khiển, phần tử chấp hành, v.v ) Trong nhà máy SMART, thiết bị thông minh làm việc để kiểm sốt, chẩn đốn dự đốn Cơng nghệ số giúp tăng cƣờng trí thơng minh thiết bị đo dựa vi xử lý nhằm tăng tốc liệu trình, nhà máy, ứng dụng kinh doanh Nó cho phép hệ thống phần mềm biến thành thơng tin hữu ích để kiểm sốt quy trình tốt hơn, quản lý tài sản tốt định tốt Sử dụng công nghệ kỹ thuật số, nhà máy đƣợc hƣởng lợi nhiều lĩnh vực bao gồm: Giảm vốn chi phí kỹ thuật Giảm hoạt động chi phí bảo trì Tăng sẵn sàng nhà máy Giảm biến đổi quy trình Tăng cƣờng an tồn tn thủ mơi trƣờng 4.2.2 Kiến trúc tích hợp Dựa kiến trúc độc nhất, Hệ thống Điều Khiển An tồn Tích hợp (ICSS) đƣợc thiết kế từ dƣới lên, dƣới dạng hệ thống Các hệ thống điển hình ICSS đại bao gồm: Mạng điều khiển dự phịng Bộ điều khiển quy trình phân tán mở rộng Bộ điều khiển an tồn đƣợc phân tán mở rộng Giao diện ngƣời máy (HMI) Máy trạm kỹ thuật Máy chủ ứng dụng 145 Hình 4.2-1 KIẾN TRƯC ICSS ĐIỂN HÌNH Giải pháp ICSS có sẵn thị trƣờng xuất vào năm 1996 nhƣng chƣa thực vào thực tế sản suất Bởi thực bắt đầu với thiết kế nhà máy, thiết kế ICSS tiết kiệm nên bắt đầu với môi trƣờng kỹ thuật đƣợc tích hợp chặt chẽ với cơng cụ thiết kế bên thứ ba nhƣ phần mềm SmartPlant Instrumentation Intergraph "Tốc độ thực hiện" dự án ngày thƣờng dẫn đến việc nhóm dự án phân phối toàn cầu cách sử dụng cơng nghệ truyền thơng an tồn để hỗ trợ hoạt động dự án 24/7/365 - tƣơng đƣơng với việc tiết kiệm Vốn đầu tƣ Nó có nghĩa kiến trúc ICSS phải bao gồm sở liệu an tồn chung mơi trƣờng kỹ thuật nhật đƣợc thiết kế đủ mạnh để tạo thuận lợi cho hoạt động kỹ thuật song song phân bố địa lý khác Trong môi trƣờng kỹ thuật đa dạng nhanh chóng, thƣờng xuyên thay đổi, sở liệu ICSS phải bao gồm tính quản lý thay đổi biên kiểm tra Nếu khơng có hai tính này, tài ngun bị lãng phí việc tái kỹ thuật tái kiểm tra Mặc dù khơng quan trọng giai đoạn kỹ thuật ban đầu, việc có hai tính giúp đảm bảo giải pháp ICSS để "Đƣợc phê duyệt để xây dựng" Các đặc tính ICSS đại có nhiều điểm tƣơng đồng, bao gồm giao tiếp mở hệ thống Tạo điều kiện thuận lợi cho mở cửa thơng tin địi hỏi phải có tảng kỹ thuật chung mạnh mẽ, linh hoạt sử dụng sở liệu toàn cầu tiên tiến đƣợc thiết kế để loại bỏ cần thiết phải quản lý đồng hóa nhiều tài nguyên liệu ICSS lý tƣởng linh động (đúng loại thiết bị cho ứng dụng) khả mở rộng (khả thêm điều khiển giải logic mà không ảnh hƣởng đến hiệu hệ thống) Các đặc điểm bổ sung ICSS đại bao gồm: Quản lý cảnh báo nâng cao Quản lý an ninh Kiểm soát truy cập Hỗ trợ nhiều fieldbus - AS-i, Profibus, DeviceNet, FOUNDATION, v.v Quản lý theo dõi thay đổi Biên kiểm tra / Kiểm soát phiên Dữ liệu lịch sử vận hành 146 Ghi nhận trình tự kiện Khả quản lý tài sản Mơ q trình Hệ thống đào tạo 4.2.3 THIẾT BỊ TRƢỜNG THÔNG MINH Một tảng ICSS vững mạnh bắt đầu thiết bị trƣờng thơng minh - thiết bị dự báo vấn đề, báo cáo tình trạng thiết bị tại, kiểm soát biến động thực nhiều phép đo để giảm số lƣợng thiết bị cần thiết - cần thiết để trì sẵn sàng nhà máy Thiết bị thông minh chứa đựng nhiều thơng tin chẩn đốn, có sẵn từ xa phép bạn hợp lý hóa nỗ lực bảo trì Khơng cịn phát van với truyền thông chiều Tuy nhiên, việc truy cập vào tất liệu trở thành thách thức kiến trúc DCS truyền thống Nếu kiến trúc truyền thơng mở đƣợc tìm thấy hệ thống ICSS ngày nay, việc lập đồ tất liệu sẵn có trở thành rào cản chi phí dẫn đến thơng tin có giá trị bị mắc kẹt thiết bị trƣờng Bởi nhà sản xuất dụng cụ hàng đầu xây dựng thiết bị thông minh theo tiêu chuẩn cơng nghiệp tồn cầu, hệ thống ICSS đƣợc thiết kế phép tự lựa chọn thiết bị tốt từ nhà cung cấp tốt mà không bị giới hạn công nghệ độc quyền Giải pháp ICSS cho phép bạn kiểm soát nơi - nơi phù hợp với ứng dụng mức độ hiệu suất mà bạn yêu cầu 4.2.4 SIS thơng minh Là thực thể bình đẳng nhƣng tách rời vật lý ICSS, SIS thông minh sử dụng phƣơng pháp tiếp cận đại an tồn để giảm rủi ro sử dụng thơng tin trí tuệ đƣợc tích hợp tổng vịng loop SIS: cảm biến, giải logic, thành phần điều khiển cuối để tăng tính sẵn có tồn hệ thống Dựa giải thích từ sở liệu tin cậy khơi (OREDA), 50% SIS trục trặc không thực theo yêu cầu - van bị hỏng hóc; 42% cố cảm biến; có 8% từ cố trình giải logic SIS thông minh sử dụng phƣơng pháp tiếp cận tồn diện cách chẩn đốn cảm biến, giải logic phần tử cuối để thực theo yêu cầu - giải pháp thơng minh SIS SIS thơng minh giải vấn đề sau: Giảm rủi ro Tuân thủ quy định dễ dàng Tăng tính khả dụng 4.2.5 Giảm rủi ro SIS thông minh bắt đầu kết thúc thiết bị trƣờng Thiết bị trƣờng thông minh có tính năng: Theo dõi tồn vịng lặp SIS từ cảm biến qua phần tử chấp hành cuối Cung cấp kiểm tra partial-strokekhông gây gián đoạn phòng ngừa tác động gián đoạn Bộ ghép kênh HART nhúng chủ động truyền thông báo thiết bị từ cảm biến thông minh truyền động 147 Hỗ trợ khả chẩn đoán tiên tiến cho cảm biến, giải logic phần tử chấp hành để tự kiểm tra phát tình bất thƣờng trình phụ cận 4.2.6 Tuân thủ điều khoản dễ dàng SIS thông minh, bao gồm cảm biến, giải logic phần tử chấp hành, đƣợc thiết kế theo IEC61508 đƣợc chứng nhận tổ chức chứng nhận bên thứ ba nhƣ TÜV Để giúp bạn giải tiêu chuẩn IEC61511 dễ dàng hơn, SIS thơng minh nên có: Sự thơng qua xác nhận logic an toàn Quản lý thay đổi logic an toàn thiết lập thiết bị trƣờng / hiệu chuẩn Ủy quyền an ninh điểm truy cập trực tuyến thay đổi ngắt bỏ qua 4.2.7 Tăng sẵn sàng Một SIS thông minh làm tăng tính sẵn sàng q trình vận hành cách: Tăng tính sẵn có hệ thống thơng qua dự phòng cần thiết Giảm thiểu tối đa việc kiểm tra phần tử tay thông qua thử nghiệm định kỳ tự động Giảm thời gian đáp ứng ngƣời vận hành với quản lý cảnh báo tiên tiến Quản lý việc “bỏ qua” trình khởi động Một SIS chức cao địi hỏi mơi trƣờng lập trình chức cao Mong đợi SIS thơng minh bao gồm: Một bảng đầy đủ khối chức thơng minh đƣợc TÜV chứng nhận có thiết kế đặc biệt cho chức SIS Các khối đặc biệt nhƣ khối voter MooN với quản lý “bỏ qua” làm giảm cách dung nhiều trang sơ đồ bậc thang để bố trí, thử nghiệm đƣa vào hoạt động kéo thả đơn giản Các khối voter đơn giản hóa thất bại thiết bị điều kiện chẩn đoán để tránh ngắt giả mạo quản lý bỏ qua tự động Cause and Effect Matrix (CEM) khối đơn giản hóa cấu hình giải logic Bộ xếp dãy tiết kiệm thời gian kỹ thuật phƣơng pháp tiếp cận bậc thang logic thông thƣờng Biểu đồ chuyển trạng thái cho phép điền đơn giản trạng thái, đầu vào chuyển tiếp, đầu mong muốn tiết kiệm thời gian kỹ thuật Các tính khác làm cho phần mềm SIS thông minh trực quan bao gồm: Trình tự xử lý kiện đƣợc tích hợp sẵn với bẫy tự động Xử lý “bỏ qua” đƣợc xây dựng Tích hợp ghi đè lên Công cụ để hỗ trợ tuân thủ theo tiêu chuẩn IEC 61511 Cơng cụ báo động trạng thái tích hợp theo tiêu chuẩn EEMUA 191 Giao diện điều khiển tùy chọn 4.2.8 Vịng lặp chức an tồn Các hoạt động an tồn bao gồm nhiều khía cạnh-các thủ tục xử lý nguyên liệu, hoạt động trình thiết bị an toàn (SIS) Các giải pháp SIS hôm qua xem xét giải pháp logic để lại cho tổ chức bảo trì kiểm tra tồn vịng loop an tồn 148 4.2.9 Đo đạc Cảm biến áp suất, nhiệt độ, lƣu lƣợng mức đóng vai trị quan trọng chiến lƣợc giảm nguy Điều quan trọng phải xem xét cải tiến công nghệ đo lƣờng nhƣ quy trình cài đặt bảo trì Sức khoẻ vịng an tồn đáng tin cậy yếu tố yếu giải pháp ICCS, tồn cảm biến vịng lặp an tồn, giải logic phần tử chấp hành - gồm thiết bị thông minh Việc sử dụng thiết bị thơng minh suốt vịng lặp an tồn: Cung cấp chẩn đoán dự đoán - Bằng cách thay công tắc phát, bƣớc để giảm thất bại không phát đƣợc thực Máy phát thơng minh có lỗi nguy hiểm so với thiết bị chuyển mạch Ngoài ra, hệ thiết bị đo lƣờng thông minh mở rộng chẩn đốn nhúng vƣợt ngồi thiết bị vào q trình Mở rộng chẩn đốn sức khỏe - Các phát thông minh hàng đầu vƣợt xa phát thất bại thành phần Chúng đánh giá hiệu suất hệ thống đo lƣờng hồn chỉnh, mở rộng chẩn đốn để phát lỗi nguy hiểm trƣớc không phát đƣợc bên giới hạn vật lý phát - cung cấp phát chẩn đốn q trình Kết cuối độ tin tƣởng lớn cho lỗi so với tính tốn theo nhu cầu, tn thủ IEC 61511 dễ dàng hơn, phân số thất bại an tồn cao hơn, giảm thiết bị dự phịng kiểm tra chứng hơn, thƣờng xuyên 4.2.10 Các thiết bị đo lƣờng công nghệ IEC 61511 định nghĩa hai phƣơng pháp tiếp cận để lựa chọn thiết bị phù hợp cho phép đo an toàn Cả hai phƣơng pháp có giá trị đƣợc sử dụng rộng rãi đƣợc trình bày Chứng nhận - Các cảm biến đƣợc thiết kế phân tích để đáp ứng hƣớng dẫn đƣợc IEC 61508 xác định nhà cung cấp chứng bên thứ ba, chẳng hạn nhƣ TÜV Exida Điều có nghĩa gánh nặng chứng minh từ ngƣời sử dụng để có đƣợc sản phẩm đƣợc chứng nhận Sử dụng trƣớc - Ngƣời sử dụng phải chứng minh thiết bị an toàn để sử dụng ứng dụng môi trƣờng cụ thể Phƣơng pháp yêu cầu liệu lỗi đầy đủ để điều tra tính tốn xác suất thất bại theo yêu cầu phần thất bại an toàn Các nhà sản xuất thiết bị cung cấp ngày tin cậy cần thiết cho tính tốn 4.2.11 Phần tử chấp hành Do phần tử chấp hành đƣợc chứng minh có tỷ lệ hỏng hóc cao nhất, bƣớc trang bị điều khiển van kỹ thuật số cho phần tử chấp hành nhằm cung cấp chẩn đoán để mở rộng khoảng cách thử nghiệm, đồng thời cung cấp độ tin cậy an toàn cao a Kiểm tra phần tử chấp hành Các nhà sản xuất công nghệ trải qua khoảng thời gian dài, thêm van phụ bypass, thiết bị hãm tay, khí nén đắt tiền để dễ dàng kiểm tra chứng 149 phần tử chấp hành Ngồi chi phí đầu tƣ tăng lên, kiểm tra van an toàn thƣờng bao gồm việc lắp đặt tháo gỡ chốt khóa khí Điều để nhân viên bảo trì ngƣời vận hành đến địa điểm nguy hiểm quy trình Nếu khe cắm khơng đƣợc tháo sau thử nghiệm, hiệu suất hệ thống an tồn bị tổn thƣơng nghiêm trọng Phần lớn cố nhà máy nhân viên lỗi thủ tục, loại bỏ cần thiết phải kiểm tra thủ công tay trì tồn vẹn SIS tổng thể quan trọng ứng dụng SIS b Bộ điều khiển van số Dụng cụ điều khiển van kỹ thuật số cung cấp giám sát kiểm tra hiệu tự động cách cho phép kiểm tra partial stroke từ xa van an toàn sử dụng - giữ cho nhân viên an toàn cách xa vị trí van Ngồi ra, dụng cụ có chẩn đốn rộng rãi để theo dõi độ lệch khí, độ lệch áp suất, đóng băng van nhiều Thông tin đƣợc thông báo trở lại phần mềm quản lý tài sản ICSS 4.2.12 Bộ giải logic Các công nghệ PLC đơn khối cơng nghệ dồn kênh đƣợc thay giải logic đại hỗ trợ truyền thông số để theo dõi sức khoẻ liên tục Chức An toàn hoàn chỉnh (SIF) Lý tƣởng giải pháp ICSS nên xem xét tồn vịng an tồn Khi tồn vịng an tồn đƣợc xem xét - cảm biến để chẩn đốn kiểm tra phần tử chấp hành - trình có lợi từ việc giảm đáng kể ngắt giả mạo, tăng độ tin cậy từ cảm biến đến phần tử cuối Các tính giải logic logic an toàn ICSS bao gồm: Chứng nhận cho ứng dụng lên đến SIL Nguồn dự phịng 24V DC I / O cấu hình hỗ trợ nhiều loại thiết bị trƣờng Phát lỗi đƣờng dây tất I / O Cách ly kênh đơn cho tất I / O Cấu hình CPU Failsafe Fault Tolerant Có sẵn Cơ sở thời gian thực ứng dụng 50msec liên tục Sửa đổi, tải bổ sung mô-đun trực tuyến (on-line) Kiến trúc linh hoạt mặt địa lý Nhiệt độ hoạt động -40 đến 70 oC ISA G3 (đánh giá mơi trƣờng ăn mịn) Xếp hạng tƣơng thích điện từ NAMUR NE21 Mạng truyền thông HMI sở liệu chung Ngồi ra, tính linh hoạt hệ thống ISCC cung cấp cho việc tăng tính sẵn có q trình với cấu hình chịu lỗi SLS logic solvers Hai mô-đun nên hoạt động cấu hình "Dự phịng tích cực" khơng có điều kiện master / slave chức dự phịng nóng Điều đảm bảo chuyển giao êm, cho phép tự động kiểm tra chứng trực tuyến, cập nhật thay giải 150 4.2.13 TÍCH HỢP PCS VÀ SIS Theo lịch sử, thiết kế DCS bao gồm kỹ thuật hệ thống truyền thơng để tích hợp tiểu hợp phần từ nhà sản xuất khác Các hệ thống bị giới hạn khả giao diện truyền thông để truyền lại thông tin cho ngƣời vận hành nhân viên bảo trì Một vài lựa chọn có sẵn; nhiên, nút cổ chai thƣờng bị mắc kẹt nhiều liệu có khả sẵn sàng cho hoạt động an toàn hiệu sở 4.2.14 Hệ thống khác hẳn Với đời tiêu chuẩn mở, tích hợp Hệ thống Kiểm sốt Quy trình(PCS) với SIS từ nhà sản xuất khác trở nên dễ dàng Đƣợc giới thiệu vào năm 1996, tiêu chuẩn OPC cung cấp chế truyền liệu tốc độ cao thời gian thực từ SIS sang PCS Tuy nhiên, tùy chọn giao diện mang lại chi phí đáng kể cho kỹ thuật thử nghiệm Ngoài việc lập đồ điểm liệu hai hệ thống, quan niệm độc lập mang lại cho chúng nhu cầu quản lý đồng hóa đến ba sở liệu riêng biệt Cuối cùng, yêu cầu tài cho hỗ trợ dài hạn hệ thống truyền thông trở thành phần kế hoạch bảo trì hệ thống 4.2.15 Giải pháp ICSS Trong giải pháp ICSS lý tƣởng, PCS SIS truyền thông qua mạng liệu chung đƣợc cấu hình từ mơi trƣờng kỹ thuật chung: Các liệu báo động PCS SIS đƣợc hiển thị giao diện điều khiển tƣơng tự nguồn cung cấp lƣợng, kênh truyền thông, phần cứng, hệ điều hành thời gian thực hoàn toàn độc lập với PCS thành phần hệ thống nó; đó, trì tách biệt đƣợc thúc đẩy triết lý an toàn chủ đạo Tất hoạt động, kỹ thuật, chức bảo trì cho hai hệ thống đƣợc tích hợp bao gồm: Xử lý báo động Cấu hình Đồng hóa thời gian Bảo mật ngƣời dùng Theo dõi sức khoẻ thiết bị Mơi trƣờng cấu hình tích hợp giúp đơn giản hóa tinh giản nỗ lực kỹ thuật Cách tiếp cận tích hợp loại bỏ cần thiết phải lập đồ liệu đắt tiền, logic bắt tay mà phổ biến giải pháp có Kết cấu trúc riêng biệt nhƣng chƣa đƣợc tích hợp ICSS cho phép nhà khai thác quản lý hiệu trình từ môi trƣờng hoạt động đơn 4.2.16 GiảmVốn đầu tƣ Các giải pháp ICSS không đơn giản sản phẩm tên thƣơng hiệu hệ thống điều khiển an toàn cụ thể ICSS trở thành chiến lƣợc đƣợc chứng minh để xây dựng tất kiến trúc số, kế hoạch chi tiết cho việc xây dựng giải pháp tối ƣu hóa hiệu suất nhà máy cách: Sử dụng trí thơng minh kỹ thuật số - Thơng minh có thiết bị trƣờng đại diện cho nguồn thơng tin khơng sẵn có trƣớc đó, bao gồm chẩn đoán cho phép đoán trƣớc ngăn ngừa vấn đề trƣớc chúng ảnh hƣởng đến sẵn có quy trình 151 Kết nối nhà máy - Các tiêu chuẩn liên lạc mở liên kết thiết bị, hệ thống ứng dụng mạng lƣới toàn nhà máy an toàn mạnh mẽ đƣợc thiết kế để đảm bảo thông tin q trình thiết bị có sẵn nơi cần thiết Kiểm sốt q trình bạn - Bạn biết nhiều trình thiết bị điều hành mình, việc cải tiến sản xuất đạt đƣợc quy trình có tính tồn vẹn cao dễ dàng Tối ƣu hóa tài sản bạn - Công nghệ số cho phép khai thác vào luồng thông tin kiến trúc để tăng thời gian hoạt động, tối ƣu hóa hiệu suất giảm chi phí bảo trì Theo lịch sử, "Ƣu tiên kinh nghiệm" đƣợc đo lƣờng tốt để giảm chi phí vốn dự án tự động hóa; nhiên, dự án ICSS tiết kiệm tài đến từ nhiều nguồn khác trải dài theo thời gian thực dự án Các hội cải thiện vốn đầu tƣ bổ sung bao gồm điều sau: Tiết kiệm liên quan đến dự án lựa chọn giải pháp ICSS từ nhà cung cấp bao gồm: Quản lý dự án: - Số ngƣời liên lạc tối thiểu - Các họp điều phối có hiệu - Phối hợp thu mua xúc tiến - Thiết kế phối hợp tủ, đấu dây, vv Tích hợp FAT / SAT Đóng gói vận chuyển hợp Phối hợp xây dựng hỗ trợ Ngoài ra, giải pháp ICSS tiên tiến bao gồm đặc điểm tính sau đƣợc thiết kế để hỗ trợ tiết kiệm Vốn đầu tƣ trình triển khai, quản lý cấu hình, tuân thủ quy định nghiệm thu 4.2.17 Thực Thiết kế linh hoạt, mô đun khả mở rộng cho ứng dụng có kích thƣớc bất kỳ, đâu - để có đơn đặt hàng thay đổi thứ bậc dễ dàng Truy cập an toàn đƣợc sử dụng để kiểm tra đặc quyền ngƣời dùng quyền truy cập hệ thống Cơ sở liệu môi trƣờng kỹ thuật chung Cấu hình điểm thơng minh, ví dụ lần điểm đƣợc cấu hình ban đầu, điểm chứa tất thuộc tính thích hợp (nghĩa biến trình, điểm đặt, đầu ra, báo động, lịch sử liệu ) Bảng đầy đủ khối chức tiền chế Quản lý báo động tích hợp / thơng minh Tích hợp kiện lịch sử Biên kiểm tra tích hợp để Quản lý Thay đổi 4.3 KẾT LUẬN Một hệ thống tích hợp cho phép tăng suất giảm thời gian chết cách nhanh chóng xác định phản ứng tác động xấu dẫn đến rối loạn trình Hệ thống ICSS 152 làm giảm chi phí đầu tƣ vận hành thông qua việc giảm thiết bị trùng lặp, triển khai nhân viên hiệu giảm chi phí đào tạo tổng thể Với việc tích hợp hệ thống nói định hƣớng tƣơng lai cho thiết kế phát triển giàn khai thác dầu khí với yêu cầu không ngƣời (unmanned) Các giàn đƣợc theo dõi vận hành từ xa qua hệ thống truyền thơng khơng dây có dây (có dự phịng) từ giàn trung tâm Việc tích hợp hệ thống điều khiển đƣa số rủi ro thử nghiệm hệ thống mới, đẩy vai trò truyền thơng lên mức địi hỏi độ tin cậy, sẵn sàng cao, nhƣ khả vận hành hệ thống cán nhân viên v.v Tuy nhiên, nhƣ phân tích trên, việc tích hợp hệ thống điều khiển cơng nghệ, điều khiển an tồn hệ thống điều khiển khác giúp giám sát toàn diện trạng thái sở khai thác, nhƣ đƣa chuẩn đốn hỏng hóc, hao mịn thiết bị để kịp thời đƣa kế hoạch bảo trì sửa chữa Đồng thời, phù hợp với xu hƣớng tiết giảm chi phí đầu tƣ vận hành hệ thống điều khiển giàn khai thác dầu khí Đặc biệt thích hợp để theo dõi vận hành tổng thể từ xa Đây la định hƣớng mang tính phù hợp với xu Vietsovpetro nói riêng, nhƣ cơng nghiệp dầu khí việt nam nói chung 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hƣớng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Đo Lƣờng – Điều Khiển, Tài liệu nội Vietsovpetro [2] Tài liệu thiết kế sở, chi tiết thực dự án giàn khai thác đầu giếng BKT [3] Tài liệu thiết kế thực dự án giàn khai thác đầu giếng RC5 [4] DNVGL-OS-A101 Safety Principles and Arrangements [5] DNVGL-OS-D202, Automation, safety and telecommunication systems - DNV GL AS 2015 [6] DNVGL-OS-C301, Fire Protection [7] ROU_PartC, Rules for the Classification of Offshore Units, Bureaus Veritas 2015-06 [8] API 554 (2007) Process Instrumentation and Control [9] API RP 14C Recommended Practice for Analysis, Design, Installation, and Testing of Basic Surface Safety Systems for Offshore Production Platforms [10] IEC 61508 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems [11] IEC 61511 Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector 154 ... THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TOÀN SIS 30 CƠ SỞ VÀ THỰC TẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TỒN TREN GIÀN DẦU KHÍ: 35 2.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THEO API, DNV 35 2.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TOÀN... HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TỒN (SIS) TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CƠNG NGHỆ Hệ thống điều khiển an toàn (Safety Integrated System) bao gồm hệ thống FGS ESD phận hệ thống điều khiển q trình cơng nghệ... tín hiệu cảnh báo sang hệ thống liên quan 1.3 VỊ TRÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN AN TỒN SIS TRÊN GIÀN KHAI THÁC 1.3.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: Thiết bị đo điều khiển đƣợc cung cấp cho sở có mục tiêu