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近年来，随着能源的重要性日益提升，天然气行业越来越受到人们的关注。与多年前这一行业单纯 注重扩大规模、提高产量相比，今天的天然气行业显然更加注重效率、质量和管控水平的综合提升。当前，中国能源开采行业也已步入了转型升级、信息化建设的时期，为石油天然气田构建一套稳定、可靠的工业网络系统成为了行业的热点课题。
行业特性挑战品牌综合实力
凭借着先进、迅速、灵活等性能特点，工业以太网技术已经成为了天然气行业应用的主流技术，工业以太网交换机产品也成为了一类至关重要的工业通讯产品。那么，什么样的工业以太网交换机更加适合应用于石油天然气行业？除了已经被业界广为探讨的产品本身的功能、性能等话题之外，还应该关注其他哪些方面的特点呢？
要更好地审视这一问题，我们不妨从工业通讯产品在天然气行业的一些应用特点出发。首先，中国的绝大多数天然气田设施分布比较偏远，厂区覆盖范围较为广阔，所在地的自然地理环境一般也比较严苛。
我们可以以中石化目前已投产的最大天然气项目--中原油田普光气田项目为例。从地理条件来看，普光项目所在地属于典型的复杂山地条件；而从规模上看，普光气田开采面积广大，达到了1118平方公里，仅主体开发地面集输工程就包括16座集气站场、29座线路截断阀室、1座集气末站、1座污水站及1座中心控制室，其集输管线不仅长达37km，还途经了5个隧道，而其工业以太网骨干网络需要沿工艺管线敷设42km埋地光缆，与电力线路同时架设51km架空光缆。
这样的一个项目，在地理的广度和地形条件的复杂度上都非常典型，但却必须要保障项目所应用设备的高度可靠性和可用性。这是因为，气田作为一种能源开采类项目，要求其生产必须是连续的、不间断的；而且，在这种高含硫气田中的信息化网络，不仅要传输重要的开采、勘探信息，也要时刻传输与安全状态监测有关的信息，其重要性不言而喻。这无论是对于应用于其中的各类设备本身，还是对于提供维护、维修的人员团队都有比较高的要求。由于不同厂区距离遥远，在一定程度上也为设备状态的保障、备件管理等工作带来了不小的挑战。
在这方面，西门子作为一个全球性的工业自动化品牌，无疑在产品研发、技术支持与服务能力等各方面都拥有着较强的综合实力。在产品研发方面，西门子工业通讯可以基于其全球的技术研发力量和各个区域的丰富应用经验，使其工业交换机产品更加适应包括油气行业在内的严苛需求，确保其卓越的性能表现和运行中的稳定、可靠性，尤其是在宽温、宽湿度、抗振动、抗干扰等多项性能指标上表现出色。
如果是对于应用在一般场合中的交换机，以上这些指标的重要性不一定非常凸显。但对于应用在油气田项目中的工业交换机而言，这些指标就显得不可或缺了。仍以普光气田为例，由于当地气候多雨，据统计每月降水天数在20天左右，湿度长期处于较高水平，这对于交换机的工作湿度范围就提出了高要求；同时，由于地处山区地理环境，在交换机产品的运输过程中，不可避免地会处于严重的振动之下；这对交换机的抗振动性能也提出了要求；此外，一部分交换机设备的应用场合中还部署了众多大型、重型设备，会对周围环境产生电磁干扰，这也是对交换机提出的一个挑战。
而正是西门子工业交换机产品在这些方面的卓越设计，使得其能够适合应用于天然气田类项目，这是很多同类厂商所不能及的。比如，西门子在普光气田所有交换机设备均满足相关的电磁兼容性及抗干扰指标，其在EN61000-4-2静电、EN61000-4-3电磁场、EN61000-4-4快速瞬变、EN61000-4-5浪涌等指标上都达到了3级以上的要求。
而在服务方面，西门子完善的服务体系也是其一个非常显著的优势。首先，由于西门子的在地服务机构分布范围广泛，对中西部地区也具有很好的覆盖和响应能力，相对于一些在地服务能力较为薄弱的竞争对手而言，西门子可以为大多处于中西部地区的天然气项目提供更加完善的服务与技术支持。而从服务的内容和体系上看CONTROL ENGINEERING China版权所有，西门子面向天然气行业提供的服务范围可以横跨设备的整个生命周期，对于产品在全生命周期内的维修、保障、备件、升级等方面的措施非常完善。可以说，对于服务于天然气行业这类具有高稳定性要求的产品与解决方案，西门子全面有力的服务体系也显示出了非常卓越的竞争力。
在很多特定的行业中，藉由这些行业的固有特点而带来的特殊合规性要求也往往是用户和设计单位重点关注的一个方面。比如在天然气田项目中，很多应用场合不可避免地有易燃、易爆或有毒气体存在的可能性，对应用于这些场合的通信设备，就必须采取一定的防爆技术措施来保证工业现场的安全生产，并要求产品达到相应的防爆认证标准。由于这种合规性要求与生产环境的安全性休戚相关，所以也是一个至关重要的考量因素。
在这方面，西门子工业以太网交换机能够满足适用于信息技术设备的UL认证、CSA认证，以及分别适用于工业控制设备和危险环境的FM、EX认证。对于天然气这一行业来说，西门子交换机产品适用于爆炸性气体环境的设备认证（Class 1，Division 2，Ex II3GExnAIICT4）标准，这成为了尤其重要的一点。这一标准表明西门子工业交换机可以应用在有爆炸性气体等危险场合，且具有防爆2区的应用要求。
这样的安全标准包含了哪些方面的含义，又为什么如此重要呢？事实上，在《危险场所电气防爆安全规范》中，根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间，危险场所2区指在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。
在Ex II3GExnAIICT4的安全标识中规定了该设备在危险场所2区的火花点燃、表面温度限制、最大试验安全间隙、最小安全点燃电流比、引燃温度等方面的诸多指标做了严格要求。这一系列的各个指标，都严格指导了选用设备需要达到的安全标准。也正是因为具备了这样高要求安全保证，才使西门子工业以太网交换机在天然气这类特殊行业中更具行业适应性。
值得一提的是，近年来愈演愈烈的工业信息安全问题，也逐渐开始对天然气行业的系统屏障构成威胁，这一行业的业主也必须将有效应对工业信息安全问题作为当务之急。
对于天然气行业来说，其生产连续性强，必须保护工业控制网络系统的可用性和稳定性，无法接受由于网络攻击造成的意外停产和故障；其次，天然气行业的很多勘查、开采数据属于极其关键、重要的企业机密信息，对企业的运营和竞争意义重大，必须在网络信息安全上加以保护，防止其被非法访问和盗窃；最后，数字化天然气田的一个显著特点是工业控制网络和企业管理网络之间的数据传输，实现从企业管理决策层面到工业现场"一网到底"的信息化管控，其安全性的保障也是至关重要的。
尤其是对于很多面积浩大、跨区域的天然气田项目中，为了保证网络具有良好的传输能力和冗余性，不仅会使用企业专有有线网络，还会辅助使用外部公用网络来传输关键信息数据，大大增加了网络受到外部攻击的风险。
对待这一亟需用户重视防范的课题，西门子工业通讯也在积极帮助用户未雨绸缪，这在尤其敏感、重要的天然气领域尤其突出。例如，在普光气田项目中，采用了双网冗余的网络结构，并以备用无线网络作为有线网络的备用措施，以应对有线网络可能出现的故障。而正是考虑到无线传输系统的开放性，在以太网络接入进无线传输系统前，由西门子的网络安全设备SCALANCE S612提供了VPN（虚拟专用网络）连接，对无线传输系统的连接进行了加密保护，以确保数据在无线传输系统的传输过程中不会受到外界破坏或入侵，为用户解除后顾之忧。
此外，西门子SCALANCE系列工业通信产品在网络系统的冗余性、网络系统软件的适用性上都有无可比拟的优势。
还是以普光项目为例：普光气田的现场工业以太网地面集输系统建立了2套冗余网络www.cechina.cn，在通信系统需要切换时，可以保证有4重网络冗余的方案，如果加上2套无线系统，整个普光地面集输通信系统具有6重网络冗余；整个普光项目有500套左右西门子SCLANCE系列工业通信产品的应用，西门子SINEMA SERVER采用的多层级体系结构，使表现、业务逻辑、持久层三层高度分离，维护升级异常简单，提高了整个普光项目网络系统的运行效率。
可以说，以上这一切优势，都可以视为西门子在立足于产品的基础上，不断超越产品本身从而彰显出的差异化核心优势。不难想见，这种以整体雄厚实力为依托的差异化优势，势必为其在石油天然气行业的扩展不断带来助力。
规模化项目成果凸显行业优势
事实上，与电力、冶金等大多数典型的流程行业相类似，在石油天然气具体项目的招标过程中，对产品与解决方案的要求是较为严苛的，在对供应商的遴选与审核上也趋向于保守慎重的风格。在这种情况下，各个厂商的产品与解决方案在现有典型项目中的实际应用情况，就无疑具有至关重要的示范性价值。尤其是中石油、中石化、中海油等行业领先企业在项目中对供应商的选择和把关，往往更加具有说服力。
近几年来，石油天然气行业一系列规模化重点项目的相继上马，为工业通讯类产品提供了非常可观的需求。在这样的机遇面前，西门子的工业通讯产品充分展现出在性能特点、配套服务、安全认证等方面的优势，在一系列规模化项目中频频中标，订单规模也十分可观。在这些规模化项目中的强力表现，使西门子工业通讯产品逐渐积累出在石油天然气领域的优势地位。
例如，在中石化已投产的最大天然气项目--中原油田普光气田项目中，西门子工业通讯为该项目打造了有线网络与无线网络结合的解决方案，为SCADA系统提供通讯保障。其中有线网络为双网冗余结构，无线网络则作为有线网络的备用通道。西门子为整个系统提供了152套3层工业以太网交换机（SCALANCE X414-3E）、148套2层工业以太网交换机（SCALANCE X308-2LH），以及152套工业以太网安全模块（SCALANCE S612）。在已于2009年建成投产的一期工程中，这些产品均性能稳定，运行良好。
再如国家重点建设工程"川气东送"的重要气源地元坝气田，其储气量高达5万亿立方米，有足够的潜力超越普光气田成为我国未来最大的天然气田，这一项目同样采用了西门子的工业网络解决方案。在这一项目中，西门子以SCALANCE X系列交换机构建了四层冗余网络，助力元坝气田地面传输，共采用了38套3层工业以太网交换机（SCALANCE XR528-6M（L3）、SCALANCE X414-3E）和38套2层工业以太网交换机（SCALANCE X308-2M）。
此外，在中石油西南分公司SCADA系统建设及改造项目中，西门子为项目提供了38套3层工业交换机（SCALANCE XR528）、190套现场2层工业交换机（SCALANCE XR324-12M、X308-2M）和专用电源。值得一提的是，这些产品通过了产品应用地--巴蜀地区高温高湿的气候环境和复杂的地理环境带来的巨大挑战，保障了项目的正常运行。而针对同属中石油系统内的塔里木油田分公司克拉苏气田项目，西门子也提供了45套2层工业交换机（SCALANCE XR324-12M、X308-2M），来构建完成新系统的网络架构。
位于延安市的延长油田是中国陆上第三大油田公司，在延长气田延气2-延128井区地面集输工程项目中，业主提出了针对未来开发及扩容的拓展性需求。而西门子则采用了模块化配置的3层工业交换机（SCALANCE XM408-8C）7套及2层工业交换机（SCALANCE XR324-12M、SCALANCE X204-2LD）153套，完美满足了业主的要求。
以专注和实力奠定行业坚实地位
从这些数不胜数的应用案例中不难看出，以工业交换机、以太网安全模块为典型构成部分的西门子工业通讯产品及解决方案，已经在石油、天然气等能源开采领域奠定了相当雄厚的竞争基础，这与西门子长期锁定这一行业的专注气质显然密不可分。
在这方面，很多同类工业以太网交换机厂商的关注领域是从其他应用行业转向天然气行业的，尽管在各自的一些优势行业中确实做到了驾轻就熟，但是要将其固有的产品和解决方案移植到具有诸多独特需求特点的天然气行业，并不一定是件简单的事。
而由于西门子从一开始就锁定了天然气行业作为其重点关注的行业领域之一www.cechina.cn，所以对这一行业的需求特点，西门子能够有针对性、成体系地进行产品研发、服务等方面的布局。所以，尽管同属天然气行业中各个项目的产品性能要求、网络架构需求、自然环境、气候条件等因素仍存在差异，但西门子的解决方案都可以做到应对灵活、性能稳定，其在石油天然气领域彰显出的卓越价值由此可见一斑。
此外，凭借西门子种类丰富的产品线这一固有优势，其工业通讯解决方案也具备良好的扩展性，可以与西门子及其他主流厂商的各类系统和产品方便地集成。例如，在工业通讯解决方案的基础上，其还能够根据用户需求灵活提供高质量、高性能的SITOP系列电源产品www.cechina.cn，这也是构成了其在石油天然气行业的一个辅助优势。
最后，在这类应用于复杂工程项目的解决方案中，还有一个常常被人们忽略但却非常重要的因素，这就是人的因素。因为，无论产品与解决方案多么完备，但当面对条件复杂、要求众多的具体应用环境时，都要求相关技术人员具有丰富的经验、卓越的素质和团队合作精神。
正因为如此，西门子技术人员的经验和素质也成为了他们角逐天然气行业的一个重要砝码。例如在普光气田项目中，西门子现场技术人员频繁往来于驻地和项目现场，克服了网络复杂、环境恶劣、多系统对接但权责划分不一等不利因素，保证了普光网络系统的顺利开通，积累了丰富的现场工程经验，为后续其他天然气项目的进行打好了基础。
与此同时，西门子的全球技术支持同样成为了项目顺利实施的一项重要保障。为了解决项目实施中的重点技术问题，西门子工程师还与德国等地的技术工程师多次专门展开沟通探讨，使项目受益于来自全球的技术和经验CONTROL ENGINEERING China版权所有，最终成功应对了重重挑战。以上这些人员方面的因素，恰恰是最重要的方面之一。
可以想见，假以时日，西门子工业通讯产品及解决方案必将在中国石油天然气市场奠定起越发坚实的基础，其拓展这一市场的步伐仍将继续向前。
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