近年來，隨著能源的重要性日益提升，天然氣行業(yè)越來越受到人們的關(guān)注。與多年前這一行業(yè)單純注重擴大規(guī)模、提高產(chǎn)量相比，今天的天然氣行業(yè)顯然更加注重效率、質(zhì)量和管控水平的綜合提升。當前，中國能源開采行業(yè)也已步入了轉(zhuǎn)型升級、信息化建設的時期，為石油天然氣田構(gòu)建一套穩(wěn)定、可靠的工業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)成為了行業(yè)的熱點課題。
行業(yè)特性挑戰(zhàn)品牌綜合實力
憑借著先進、迅速、靈活等性能特點，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為了天然氣行業(yè)應用的主流技術(shù)，工業(yè)以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品也成為了一類至關(guān)重要的工業(yè)通訊產(chǎn)品。那么，什么樣的工業(yè)以太網(wǎng)交換機更加適合應用于石油天然氣行業(yè)？除了已經(jīng)被業(yè)界廣為探討的產(chǎn)品本身的功能、性能等話題之外，還應該關(guān)注其他哪些方面的特點呢？
要更好地審視這一問題，我們不妨從工業(yè)通訊產(chǎn)品在天然氣行業(yè)的一些應用特點出發(fā)。首先，中國的絕大多數(shù)天然氣田設施分布比較偏遠，廠區(qū)覆蓋范圍較為廣闊，所在地的自然地理環(huán)境一般也比較嚴苛。
我們可以以中石化目前已投產(chǎn)的最大天然氣項目——中原油田普光氣田項目為例。從地理條件來看，普光項目所在地屬于典型的復雜山地條件；而從規(guī)模上看，普光氣田開采面積廣大，達到了1118平方公里，僅主體開發(fā)地面集輸工程就包括16座集氣站場、29座線路截斷閥室、1座集氣末站、1座污水站及1座中心控制室，其集輸管線不僅長達37km，還途經(jīng)了5個隧道，而其工業(yè)以太網(wǎng)骨干網(wǎng)絡需要沿工藝管線敷設42km埋地光纜，與電力線路同時架設51km架空光纜。
這樣的一個項目，在地理的廣度和地形條件的復雜度上都非常典型，但卻必須要保障項目所應用設備的高度可靠性和可用性。這是因為，氣田作為一種能源開采類項目，要求其生產(chǎn)必須是連續(xù)的、不間斷的；而且，在這種高含硫氣田中的信息化網(wǎng)絡，不僅要傳輸重要的開采、勘探信息，也要時刻傳輸與安全狀態(tài)監(jiān)測有關(guān)的信息，其重要性不言而喻。這無論是對于應用于其中的各類設備本身，還是對于提供維護、維修的人員團隊都有比較高的要求。由于不同廠區(qū)距離遙遠，在一定程度上也為設備狀態(tài)的保障、備件管理等工作帶來了不小的挑戰(zhàn)。
在這方面，西門子作為一個全球性的工業(yè)自動化品牌，無疑在產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)支持與服務能力等各方面都擁有著較強的綜合實力。在產(chǎn)品研發(fā)方面，西門子工業(yè)通訊可以基于其全球的技術(shù)研發(fā)力量和各個區(qū)域的豐富應用經(jīng)驗，使其工業(yè)交換機產(chǎn)品更加適應包括油氣行業(yè)在內(nèi)的嚴苛需求，確保其卓越的性能表現(xiàn)和運行中的穩(wěn)定、可靠性，尤其是在寬溫、寬濕度、抗振動、抗干擾等多項性能指標上表現(xiàn)出色。
如果是對于應用在一般場合中的交換機，以上這些指標的重要性不一定非常凸顯。但對于應用在油氣田項目中的工業(yè)交換機而言，這些指標就顯得不可或缺了。仍以普光氣田為例，由于當?shù)貧夂蚨嘤?，?jù)統(tǒng)計每月降水天數(shù)在20天左右，濕度長期處于較高水平，這對于交換機的工作濕度范圍就提出了高要求；同時，由于地處山區(qū)地理環(huán)境，在交換機產(chǎn)品的運輸過程中，不可避免地會處于嚴重的振動之下；這對交換機的抗振動性能也提出了要求；此外，一部分交換機設備的應用場合中還部署了眾多大型、重型設備，會對周圍環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾，這也是對交換機提出的一個挑戰(zhàn)。
而正是西門子工業(yè)交換機產(chǎn)品在這些方面的卓越設計，使得其能夠適合應用于天然氣田類項目，這是很多同類廠商所不能及的。比如，西門子在普光氣田所有交換機設備均滿足相關(guān)的電磁兼容性及抗干擾指標，其在EN61000-4-2靜電、EN61000-4-3電磁場、EN61000-4-4快速瞬變、EN61000-4-5浪涌等指標上都達到了3級以上的要求。
而在服務方面，西門子完善的服務體系也是其一個非常顯著的優(yōu)勢。首先，由于西門子的在地服務機構(gòu)分布范圍廣泛，對中西部地區(qū)也具有很好的覆蓋和響應能力，相對于一些在地服務能力較為薄弱的競爭對手而言，西門子可以為大多處于中西部地區(qū)的天然氣項目提供更加完善的服務與技術(shù)支持。而從服務的內(nèi)容和體系上看，西門子面向天然氣行業(yè)提供的服務范圍可以橫跨設備的整個生命周期，對于產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)的維修、保障、備件、升級等方面的措施非常完善?？梢哉f，對于服務于天然氣行業(yè)這類具有高穩(wěn)定性要求的產(chǎn)品與解決方案，西門子全面有力的服務體系也顯示出了非常卓越的競爭力。
在很多特定的行業(yè)中，藉由這些行業(yè)的固有特點而帶來的特殊合規(guī)性要求也往往是用戶和設計單位重點關(guān)注的一個方面。比如在天然氣田項目中，很多應用場合不可避免地有易燃、易爆或有毒氣體存在的可能性，對應用于這些場合的通信設備，就必須采取一定的防爆技術(shù)措施來保證工業(yè)現(xiàn)場的安全生產(chǎn)，并要求產(chǎn)品達到相應的防爆認證標準。由于這種合規(guī)性要求與生產(chǎn)環(huán)境的安全性休戚相關(guān)，所以也是一個至關(guān)重要的考量因素。
在這方面，西門子工業(yè)以太網(wǎng)交換機能夠滿足適用于信息技術(shù)設備的UL認證、CSA認證，以及分別適用于工業(yè)控制設備和危險環(huán)境的FM、EX認證。對于天然氣這一行業(yè)來說，西門子交換機產(chǎn)品適用于爆炸性氣體環(huán)境的設備認證（Class 1，Division 2，Ex II3GExnAIICT4）標準，這成為了尤其重要的一點。這一標準表明西門子工業(yè)交換機可以應用在有爆炸性氣體等危險場合，且具有防爆2區(qū)的應用要求。
這樣的安全標準包含了哪些方面的含義，又為什么如此重要呢？事實上，在《危險場所電氣防爆安全規(guī)范》中，根據(jù)爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時間，危險場所2區(qū)指在正常運行時，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時間存在的場所。
在Ex II3GExnAIICT4的安全標識中規(guī)定了該設備在危險場所2區(qū)的火花點燃、表面溫度限制、最大試驗安全間隙、最小安全點燃電流比、引燃溫度等方面的諸多指標做了嚴格要求。這一系列的各個指標，都嚴格指導了選用設備需要達到的安全標準。也正是因為具備了這樣高要求安全保證，才使西門子工業(yè)以太網(wǎng)交換機在天然氣這類特殊行業(yè)中更具行業(yè)適應性。
值得一提的是，近年來愈演愈烈的工業(yè)信息安全問題，也逐漸開始對天然氣行業(yè)的系統(tǒng)屏障構(gòu)成威脅，這一行業(yè)的業(yè)主也必須將有效應對工業(yè)信息安全問題作為當務之急。
對于天然氣行業(yè)來說，其生產(chǎn)連續(xù)性強，必須保護工業(yè)控制網(wǎng)絡系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性，無法接受由于網(wǎng)絡攻擊造成的意外停產(chǎn)和故障；其次，天然氣行業(yè)的很多勘查、開采數(shù)據(jù)屬于極其關(guān)鍵、重要的企業(yè)機密信息，對企業(yè)的運營和競爭意義重大，必須在網(wǎng)絡信息安全上加以保護，防止其被非法訪問和盜竊；最后，數(shù)字化天然氣田的一個顯著特點是工業(yè)控制網(wǎng)絡和企業(yè)管理網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)從企業(yè)管理決策層面到工業(yè)現(xiàn)場“一網(wǎng)到底”的信息化管控，其安全性的保障也是至關(guān)重要的。
尤其是對于很多面積浩大、跨區(qū)域的天然氣田項目中，為了保證網(wǎng)絡具有良好的傳輸能力和冗余性，不僅會使用企業(yè)專有有線網(wǎng)絡，還會輔助使用外部公用網(wǎng)絡來傳輸關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)，大大增加了網(wǎng)絡受到外部攻擊的風險。
對待這一亟需用戶重視防范的課題，西門子工業(yè)通訊也在積極幫助用戶未雨綢繆，這在尤其敏感、重要的天然氣領(lǐng)域尤其突出。例如，在普光氣田項目中，采用了雙網(wǎng)冗余的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，并以備用無線網(wǎng)絡作為有線網(wǎng)絡的備用措施，以應對有線網(wǎng)絡可能出現(xiàn)的故障。而正是考慮到無線傳輸系統(tǒng)的開放性，在以太網(wǎng)絡接入進無線傳輸系統(tǒng)前，由西門子的網(wǎng)絡安全設備SCALANCE S612提供了VPN（虛擬專用網(wǎng)絡）連接，對無線傳輸系統(tǒng)的連接進行了加密保護，以確保數(shù)據(jù)在無線傳輸系統(tǒng)的傳輸過程中不會受到外界破壞或入侵，為用戶解除后顧之憂。
此外，西門子SCALANCE系列工業(yè)通信產(chǎn)品在網(wǎng)絡系統(tǒng)的冗余性、網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件的適用性上都有無可比擬的優(yōu)勢。
還是以普光項目為例：普光氣田的現(xiàn)場工業(yè)以太網(wǎng)地面集輸系統(tǒng)建立了2套冗余網(wǎng)絡，在通信系統(tǒng)需要切換時，可以保證有4重網(wǎng)絡冗余的方案，如果加上2套無線系統(tǒng)，整個普光地面集輸通信系統(tǒng)具有6重網(wǎng)絡冗余；整個普光項目有500套左右西門子SCLANCE系列工業(yè)通信產(chǎn)品的應用，西門子SINEMA SERVER采用的多層級體系結(jié)構(gòu)，使表現(xiàn)、業(yè)務邏輯、持久層三層高度分離，維護升級異常簡單，提高了整個普光項目網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行效率。
可以說，以上這一切優(yōu)勢，都可以視為西門子在立足于產(chǎn)品的基礎上，不斷超越產(chǎn)品本身從而彰顯出的差異化核心優(yōu)勢。不難想見，這種以整體雄厚實力為依托的差異化優(yōu)勢，勢必為其在石油天然氣行業(yè)的擴展不斷帶來助力。
規(guī)模化項目成果凸顯行業(yè)優(yōu)勢
事實上，與電力、冶金等大多數(shù)典型的流程行業(yè)相類似，在石油天然氣具體項目的招標過程中，對產(chǎn)品與解決方案的要求是較為嚴苛的，在對供應商的遴選與審核上也趨向于保守慎重的風格。在這種情況下，各個廠商的產(chǎn)品與解決方案在現(xiàn)有典型項目中的實際應用情況，就無疑具有至關(guān)重要的示范性價值。尤其是中石油、中石化、中海油等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)在項目中對供應商的選擇和把關(guān)，往往更加具有說服力。
近幾年來，石油天然氣行業(yè)一系列規(guī)?；攸c項目的相繼上馬，為工業(yè)通訊類產(chǎn)品提供了非常可觀的需求。在這樣的機遇面前，西門子的工業(yè)通訊產(chǎn)品充分展現(xiàn)出在性能特點、配套服務、安全認證等方面的優(yōu)勢，在一系列規(guī)模化項目中頻頻中標，訂單規(guī)模也十分可觀。在這些規(guī)模化項目中的強力表現(xiàn)，使西門子工業(yè)通訊產(chǎn)品逐漸積累出在石油天然氣領(lǐng)域的優(yōu)勢地位。
例如，在中石化已投產(chǎn)的最大天然氣項目——中原油田普光氣田項目中，西門子工業(yè)通訊為該項目打造了有線網(wǎng)絡與無線網(wǎng)絡結(jié)合的解決方案，為SCADA系統(tǒng)提供通訊保障。其中有線網(wǎng)絡為雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，無線網(wǎng)絡則作為有線網(wǎng)絡的備用通道。西門子為整個系統(tǒng)提供了152套3層工業(yè)以太網(wǎng)交換機（SCALANCE X414-3E）、148套2層工業(yè)以太網(wǎng)交換機（SCALANCE X308-2LH），以及152套工業(yè)以太網(wǎng)安全模塊（SCALANCE S612）。在已于2009年建成投產(chǎn)的一期工程中，這些產(chǎn)品均性能穩(wěn)定，運行良好。
再如國家重點建設工程“川氣東送”的重要氣源地元壩氣田，其儲氣量高達5萬億立方米，有足夠的潛力超越普光氣田成為我國未來最大的天然氣田，這一項目同樣采用了西門子的工業(yè)網(wǎng)絡解決方案。在這一項目中，西門子以SCALANCE X系列交換機構(gòu)建了四層冗余網(wǎng)絡，助力元壩氣田地面?zhèn)鬏敚膊捎昧?/span>38套3層工業(yè)以太網(wǎng)交換機（SCALANCE XR528-6M（L3）、SCALANCE X414-3E）和38套2層工業(yè)以太網(wǎng)交換機（SCALANCE X308-2M）。
此外，在中石油西南分公司SCADA系統(tǒng)建設及改造項目中，西門子為項目提供了38套3層工業(yè)交換機（SCALANCE XR528）、190套現(xiàn)場2層工業(yè)交換機（SCALANCE XR324-12M、X308-2M）和專用電源。值得一提的是，這些產(chǎn)品通過了產(chǎn)品應用地——巴蜀地區(qū)高溫高濕的氣候環(huán)境和復雜的地理環(huán)境帶來的巨大挑戰(zhàn)，保障了項目的正常運行。而針對同屬中石油系統(tǒng)內(nèi)的塔里木油田分公司克拉蘇氣田項目，西門子也提供了45套2層工業(yè)交換機（SCALANCE XR324-12M、X308-2M），來構(gòu)建完成新系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構(gòu)。
位于延安市的延長油田是中國陸上第三大油田公司，在延長氣田延氣2-延128井區(qū)地面集輸工程項目中，業(yè)主提出了針對未來開發(fā)及擴容的拓展性需求。而西門子則采用了模塊化配置的3層工業(yè)交換機（SCALANCE XM408-8C）7套及2層工業(yè)交換機（SCALANCE XR324-12M、SCALANCE X204-2LD）153套，完美滿足了業(yè)主的要求。
以專注和實力奠定行業(yè)堅實地位
從這些數(shù)不勝數(shù)的應用案例中不難看出，以工業(yè)交換機、以太網(wǎng)安全模塊為典型構(gòu)成部分的西門子工業(yè)通訊產(chǎn)品及解決方案，已經(jīng)在石油、天然氣等能源開采領(lǐng)域奠定了相當雄厚的競爭基礎，這與西門子長期鎖定這一行業(yè)的專注氣質(zhì)顯然密不可分。
在這方面，很多同類工業(yè)以太網(wǎng)交換機廠商的關(guān)注領(lǐng)域是從其他應用行業(yè)轉(zhuǎn)向天然氣行業(yè)的，盡管在各自的一些優(yōu)勢行業(yè)中確實做到了駕輕就熟，但是要將其固有的產(chǎn)品和解決方案移植到具有諸多獨特需求特點的天然氣行業(yè)，并不一定是件簡單的事。
而由于西門子從一開始就鎖定了天然氣行業(yè)作為其重點關(guān)注的行業(yè)領(lǐng)域之一，所以對這一行業(yè)的需求特點，西門子能夠有針對性、成體系地進行產(chǎn)品研發(fā)、服務等方面的布局。所以，盡管同屬天然氣行業(yè)中各個項目的產(chǎn)品性能要求、網(wǎng)絡架構(gòu)需求、自然環(huán)境、氣候條件等因素仍存在差異，但西門子的解決方案都可以做到應對靈活、性能穩(wěn)定，其在石油天然氣領(lǐng)域彰顯出的卓越價值由此可見一斑。
此外，憑借西門子種類豐富的產(chǎn)品線這一固有優(yōu)勢，其工業(yè)通訊解決方案也具備良好的擴展性，可以與西門子及其他主流廠商的各類系統(tǒng)和產(chǎn)品方便地集成。例如，在工業(yè)通訊解決方案的基礎上，其還能夠根據(jù)用戶需求靈活提供高質(zhì)量、高性能的SITOP系列電源產(chǎn)品，這也是構(gòu)成了其在石油天然氣行業(yè)的一個輔助優(yōu)勢。
最后，在這類應用于復雜工程項目的解決方案中，還有一個常常被人們忽略但卻非常重要的因素，這就是人的因素。因為，無論產(chǎn)品與解決方案多么完備，但當面對條件復雜、要求眾多的具體應用環(huán)境時，都要求相關(guān)技術(shù)人員具有豐富的經(jīng)驗、卓越的素質(zhì)和團隊合作精神。
正因為如此，西門子技術(shù)人員的經(jīng)驗和素質(zhì)也成為了他們角逐天然氣行業(yè)的一個重要砝碼。例如在普光氣田項目中，西門子現(xiàn)場技術(shù)人員頻繁往來于駐地和項目現(xiàn)場，克服了網(wǎng)絡復雜、環(huán)境惡劣、多系統(tǒng)對接但權(quán)責劃分不一等不利因素，保證了普光網(wǎng)絡系統(tǒng)的順利開通，積累了豐富的現(xiàn)場工程經(jīng)驗，為后續(xù)其他天然氣項目的進行打好了基礎。
與此同時，西門子的全球技術(shù)支持同樣成為了項目順利實施的一項重要保障。為了解決項目實施中的重點技術(shù)問題，西門子工程師還與德國等地的技術(shù)工程師多次專門展開溝通探討，使項目受益于來自全球的技術(shù)和經(jīng)驗，最終成功應對了重重挑戰(zhàn)。以上這些人員方面的因素，恰恰是最重要的方面之一。
可以想見，假以時日，西門子工業(yè)通訊產(chǎn)品及解決方案必將在中國石油天然氣市場奠定起越發(fā)堅實的基礎，其拓展這一市場的步伐仍將繼續(xù)向前。
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