工业交换机确保海上石油和天然气领域的网络可靠性
凭借其出色的拍摄技术和令人惊叹的视觉效果，由彼得·博格于2016年执导的动作惊悚片《深海浩劫》获得了最佳视觉效果奖，并在第89届奥斯卡金像奖上获得最佳音效剪辑提名。
这部电影如此扣人心弦的原因之一是因为它真实地再现了美国历史上最严重的环境灾难： 2010年墨西哥湾原油泄漏事件。它直接展示了此类灾难可以多快地漫延，并且永久地改变了生活和环境。同时，它强调了海上石油和天然气平台安全的重要性。
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
尽管大多数系统安装在相对封闭的室内环境中，但设备仍会受到电磁干扰、振动、倾斜和冲击的影响。因此，工业交换机必须承受这些环境挑战。
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。
交换机还应提供符合海上环境运营要求的防腐涂层。例如，当工业交换机安装在平台上的任何位置时，即使是在露天甲板上，这种涂层也能确保交换机不受温度、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，数据响应时间必须在100毫秒以内，对网络实时性能要求严格。
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。
如果应用环网，网络的聚合时间应小于系统所需的数据响应时间。例如，如果应用MRP环网冗余协议，则环网的聚合时间应短于50毫秒，这保证了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。某些系统可能还需要同时避免同时出现多个网络故障点。应将网络故障的影响保持在最低限度，并避免影响其他系统。
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范围电压电源和冗余电源，以避免电源对网络造成影响。网络还应通过以下功能将故障的影响降至最低：
- 网络分段，可以隔离和遏制问题，使其不会蔓延到网络的其他部分
- 虚拟局域网 （VLAN），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
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。它为资产所有者、系统集成商和产品供应商在产品功能和系统管理方面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测和管理海上石油和天然气平台中的所有网络设备。这不仅包括交换机和路由器，还包括终端设备，如服务器和控制器。当系统网络出现故障时，系统工程师应该能够使用监测信息来快速定位和解决问题。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OPC-UA、PROFINET和IEC-61850等工业通信协议，以及SNMP等网络管理协议。
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移到更深的区域，网络在支持平台运营方面发挥着越来越重要的作用。它们可确保为控制、监测、冗余和安全等功能提供可靠、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
Hongwei Wang于2021年加入Belden，在过程自动化领域拥有超过15年的经验。他利用自己的项目和个人经验为海上工程、石油和天然气管道等领域开发了创新的网络解决方案，并加强了与系统集成商的合作。在工业数字化领域，他参与了多个大型工业互联网平台的咨询和设计工作，同时也是TOGAF认证的技术专家。