PC-based控制技術助力FourPhase優化生產石油和天然氣

來自挪威的FourPhase 公司成立於2012年，FourPhase致力於透過現代化技術優化和提高石油和天然氣開採效率。FourPhase為確保客戶在提高產能時，還能持續獲利，因此在實施創新解決方案時，FourPhase 一直信賴倍福的控制產品。FourPhase 執行長兼任技術長Jørgen Bruntveit 討論公司業務以及在成本密集型傳統產業中使用倍福解決方案帶來的優勢。

FourPhase 改變傳統石油和天然氣生產流程

FourPhase 公司在挪威貝根（Bergen）和蘇格蘭亞伯丁（Aberdeen）都設有生產基地。FourPhase目前正與一個經驗豐富的團隊合作，目標是為傳統石油和天然氣行業的永續發展帶來積極變化，確保從石油和天然氣生產過程中持續分離出固體廢物。這樣可以保護分離器、閥門或泵等系統元件，實現無固體廢物流動，並為生產商創造條件進行石油和天然氣開採，因此不會出現因為固體廢物造成的井筒堵塞而需要進行昂貴和耗時的油井干預。最終，FourPhase 的解決方案有效避免生產停工。

固體廢物會對石油和天然氣的生產表現帶來負面影響。通常會安裝井下濾網以避免產生固體廢物，但受限於設計，井下濾網的尺寸不是太大就是太小，或是保護效果不理想。此外，井下濾網容易受到侵蝕和機械損傷，失去保護作用。地面生產系統通常不具備管理固體廢物產生的功能，會抑制石油和天然氣的生產，井下會積累大量固體廢物，最後導致井筒部分或完全堵塞。隨後需要進行昂貴且耗能的干預，例如使用連續油管來清除堵塞物。

高性能控制系統是在全球取得成功的關鍵因素

Bruntveit 解釋：「我們的技術應用範圍非常多樣化，可用於各種設備類型、數量和配置。 我們選擇一個既採用模組化設計，又能集中控制的控制系統，所有的應用都配有一個『大腦』用作中樞，包括主 PLC，即倍福 CX5140-0155。所有附加裝置都有本地 I/O 端子盒，通過 EtherCAT 與『大腦』進行通訊。系統透過人機界面（HMI）進行操作，它所使用的元件和功能符合歐洲核電站標準（IEC 61772）。雖然系統主要透過我們的控制室操控，但也可以通過現場控制盤（LCP），即倍福 CPX3721-0010在本地訪問所有功能。」

公司運營的每一個系統中都使用這個「核心控制系統」或其元件。FourPhase 利用此項技術的力量，已在挪威、英國、丹麥、沙烏地阿拉伯、亞塞拜然、美國以及馬來西亞等多個國家取得成功。FourPhase 特別重視性能的持續改進，以及知識和學習經驗的跨系統轉移。因此，實用性決定整個產品組合都是以相同的控制系統為基礎。

防爆及極端環境條件是巨大挑戰

石油和天然氣開採是一個極具挑戰性的領域，其中使用的技術和部件都必須滿足嚴格的要求。「我們的系統都是佈署在極端環境條件下。系統在高溫、高壓條件下運行，極易受到磨損。任何操作上的錯誤，如執行錯誤的順序或功能，都會對工作人員和環境造成嚴重傷害。因此，在設計時，安全保護問題非常重要。專案最大的挑戰在於如何在安全性和實用性之間取得完美的平衡。由於我們的日常運營具有很高的動態性，參數不斷變化，我們無法用一個 『固定』的程式工作，這樣就很難賦予程式足夠的靈活性和『人性化』。」Bruntveit 說道。

FourPhase 設計的系統主要用於危險區域。這意味著 Bruntveit 與團隊在日常工作中必須克服額外的挑戰。特別是防爆應用需要各種專業知識以及經過防爆認證的高品質元件。

Bruntveit 說：「針對這些應用設計的電子器件一般都是老一代產品，不足以滿足當前的需求。 倍福經過防爆認證的產品可以無條件地滿足所有要求，因為我們特別重視在防爆環境下使用最新的電子設備。同樣重要的是，產品符合全球認證標準，因此可不受限制地使用。此外，使用EtherCAT 技術幫助我們大幅縮短系統響應時間。由於 I/O 系統具備可模組化擴展，且PC-based控制技術具有很高的靈活性，我相信我們的系統可以滿足所有可能的應用需求。」

倍福的 Ex 防爆系列產品讓 FourPhase 能夠為客戶提供創新的系統和功能選項，實現安全高效的石油和天然氣開採。Bruntveit 說：「使用倍福產品，讓我們的系統在各方面都獲益。倍福產品也讓我們在遠端操作領域取得了重大進展，現在即使在極端環境條件下以及遠距離情況下，也能執行複雜的控制任務。」倍福和 FourPhase 對品質的要求完全一致，為良好的整合鋪平道路。

倍福是防爆應用領域值得信賴的可靠合作夥伴

FourPhase 選擇倍福作為其未來的解決方案合作夥伴。Bruntveit 認為：「對一家公司及其產品的信任是隨著時間的推移逐漸建立起來的，並且會持續增加。最終你需要的是一個可靠的產品，但有很多因素會促進這種信任的建立，比如技術文件的編制、客戶支援，與現場服務。對於像 FourPhased 這樣的小公司而言，想要獲得與大客戶一樣的關注和優先權，是相當困難的。但當我們遇到問題時，倍福立即為我們提供幫助，這讓我們感到非常吃驚也很感動。我們的一個系統出現了緊急情況，迫切需要一個元件來確保它能夠安全運行。倍福的業務人員積極與產品經理直接溝通協調，讓我們能非常迅速地找到合適的替代產品。在倍福的幫助下，我們才能夠有效地將系統的停機時間降到到最低程度。倍福採取的應對方法以及處理事件的方式加深了我們對他們的信任。」

FourPhase

自動化軟體：

• TwinCAT PLC
• TwinCAT OPC UA
• TwinCAT cable redundancy
• TwinCAT TCP/IP
• TwinCAT Modbus TCP

工業 PC/嵌入式PC：

• CPX3721-0010
• CX5140-0175

I/O:

• EtherCAT EL 端子模組
• EtherCAT EL IO Link 端子模組
• EtherCAT ELX 端子模組
• EtherCAT ELX HART 端子模組
• EtherCAT EK1122 拓撲擴展端子模組