工业交换机确保海上石油网络的可靠性 & 气体
凭借其出色的拍摄技术和震撼的视觉效果， 深水地平线—一部由彼得·博格执导的 2016 年动作惊悚片—在第 89 届奥斯卡金像奖中获得最佳视觉效果奖并获得最佳音效剪辑奖提名。
这部电影如此扣人心弦的原因之一是它真实地再现了美国历史上最严重的环境灾难： 2010 年墨西哥湾漏油事件。它直接展示了此类灾难发生的速度之快，永久地改变了人们的生活和环境。同时也强调了海上油气平台安全的重要性。
这些平台必须承受恶劣的条件，以支持复杂的生产过程和高度的自动化。这对网络可靠性和安全性提出了极高的要求，以维持海上作业和生产，同时保护现场操作员和设备。
工业交换机是这些网络的关键组件，它们必须满足海上石油和天然气平台的特定应用要求。
海上环境的操作局限
海上环境的特点是：
- 温度波动大
- 高湿度
- 高腐蚀性
- 大风、海浪和暴风雨
- 高压
虽然大多数系统安装在相对封闭的室内环境中，但设备仍然会受到电磁干扰、振动、倾斜和冲击的影响。因此，工业交换机必须经受住这些环境挑战。
如何克服环境局限
选择具有船级社认证的工业交换机，如DNV（挪威船级社） 或GL（德国劳氏），二者都是全球船级社通用标准。
开关还应提供满足海上环境操作要求的防腐涂层。例如，当工业开关安装在平台上的任何位置（即使是在露天甲板上）时，这种涂层可确保开关不受温度、湿度或电磁干扰等因素的影响。
平台上不同位置的环境参数分类
实时系统通信的重要性
大多数海上电气和自动化系统都以远程控制模式运行，指令从中央控制室发送到现场控制器。对于自动控制来说，数据响应时间必须在 100 毫秒以内，对网络的实时性要求严格。
如何确保实时性能
在设计阶段，合理规划网络架构和带宽可以确保油气 网络所需的实时性能。
如果采用环形网络，网络的收敛时间应小于系统所需的数据响应时间。例如，如果采用 MRP 环网冗余协议，那么环网的收敛时间应该小于 50ms，保证控制数据能够在规定的时间内响应。
网络系统的可靠性和可用性
网络设计应确保单点故障不会导致系统停机。一些系统可能还需要同时避免多个网络点故障。应尽量减少网络故障的影响，避免影响其他系统。
如何减少网络故障
采用基于系统要求和终端设备功能设计的容错冗余架构。
工业交换机应配备宽压供电和冗余电源，避免电源对网络造成冲击。网络还应通过以下功能最大限度地减少故障的影响：
- 网络分段，它可以隔离和控制问题，使其不会蔓延到网络的其他部分
- 虚拟局域网 (VLAN)它将物理网络划分为多个逻辑段，以限制广播流量并限制对网络资源的访问
- 边界保护，用于监测和控制通信以抵御威胁
保护能源资源的网络系统安全
随着对能源资源的需求不断增长，海上石油和天然气平台的安全变得越来越重要。网络安全是确保这些平台安全的最有效方法之一。由于工业交换机在网络性能中发挥着至关重要的作用，因此必须满足网络安全要求。
如何确保交换机安全
IEC-62443 是全球最受欢迎的网络安全标准。它从产品功能和系统管理方面为资产所有者、系统集成商和产品供应商定义了详细的网络安全要求。选择符合 IEC-62443 标准的工业交换机可以充分确保网络安全——从数据完整性和机密性到资源可用性。
高效的系统管理和运营维护
电气和自动化系统监控和管理海上石油和天然气平台的所有网络设备。这不仅包括交换机和路由器，还包括服务器和控制器等终端设备。当系统网络出现故障时，系统工程师应该能够利用监控信息快速定位并解决问题。这意味着工业交换机必须支持全面的网络管理、数据同步和通信。
如何支持网络监测和管理
Belden 的 Hirschmann 交换机可以支持工业通信协议，例如 OPC-UA、PROFINET 和 IEC-61850，以及网络管理协议（如 SNMP）。
这使得交换机能够共享实时网络数据和有关网络设备运行状态的信息、设备日志和告警信息，以进行全面的网络监测和管理。
我们可以帮助您强化石油和天然气网络
随着海上石油和天然气生产从浅水区转向深水区，网络在支持平台运营方面发挥着越来越重要的作用。它们确保控制、监控、冗余和安全等功能的可靠、安全的通信。
Belden为海上石油和天然气平台提供端到端网络解决方案，提供产品、技术专长和设计经验来应对这些独特的挑战。
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关于作者
王宏伟于 2021 年加入百通，拥有超过 15 年的过程自动化领域经验。 他利用自己的项目和个人经验，打造海上工程、油气田管道等创新网络解决方案，加强与系统集成商的合作。 在工业数字化领域，参与过多个大型工业互联网平台的咨询与设计，是 TOGAF 认证技术专家。