Columbia Pipeline Group erreicht 99.5 Prozent Zuverlässigkeit

Hintergrund

Veränderungen in der Öl und Gas-Industrie in den USA haben Übertragungsunternehmen unter Druck gesetzt, ihre Systeme zu optimieren, Flexibilität hinzuzufügen und schneller auf eine schwankende Branchenlandschaft zu reagieren. Während viele Unternehmen in der Branche Schwierigkeiten hatten, sich zu verändern, waren andere vorausschauender bei der Anwendung neuer Technologien.

Die Columbia Pipeline Group (CPG) hat kürzlich ihre Betriebsumgebung modernisiert, indem sie ein modernes DCS implementiert hat, um die Zuverlässigkeit zu verbessern, besseren Einblick in ihre Produktionsdaten zu gewinnen und die Wartung zu erleichtern.

Das Unternehmen sparte innerhalb eines Jahres etwa USD 2.300.000,00 durch reduzierte Wartungskosten ein, was zeigt, dass Gasübertragungsunternehmen eine Zuverlässigkeit von über 99 Prozent erreichen können, während sie mit 100 Prozent Kapazität arbeiten.

Herausforderung

CPG betreibt nahezu 15000 Meilen Erdgasleitungen von der Golfküste bis in den Nordosten und bedient Kunden in 16 Bundesstaaten.

Vor 2009 ließ das Übertragungsunternehmen 20 Prozent Kapazität frei, um Ausfälle von Horsepower-Einheiten abzufangen. Als das Unternehmen 2009 die Produktion auf 100 Prozent Kapazität erhöhte, musste es die Zuverlässigkeit auf andere Weise sicherstellen, damit die Produktion nicht zum Stillstand kommt und vertragliche Verpflichtungen nicht negativ beeinflusst werden.

Das Unternehmen musste entweder weitere Pipelines hinzufügen oder die Horsepower-Redundanz an seinen Verdichterstationen erhöhen.

Das Unternehmen benötigte außerdem besseren Einblick in die Produktionsdaten und musste die langfristigen Kosten verwalten, um das System effektiver warten zu können. Die bestehenden, unterschiedlichen und selbst entwickelten Steuerungssysteme waren zunehmend schwierig und teuer zu warten.

CPG nutzte ein firmeneigenes SCADA-System, das nur eine Person betreuen konnte, und Ersatzteile wurden immer schwerer zu beschaffen. Die bestehenden Lieferanten boten keine guten Schulungsprogramme für neues Wartungspersonal, und aktuelle Mitarbeiter gingen in den Ruhestand – und nahmen ihr Systemwissen mit.

Darüber hinaus boten die bestehenden Systeme nicht das erforderliche Informationsmanagement, um den Betrieb proaktiv zu optimieren oder eine einfache Integration mit dem Data-Warehouse auf Unternehmensebene zu ermöglichen.

Das Fehlen eines sicheren Benutzerzugriffs- und Authentifizierungssystems gefährdete zudem die Informationssicherheit.

Lösung

Das bestehende System war nicht nachhaltig und die Kosten für zusätzliche Pipeline waren prohibitiv. Das CPG-Management bewertete die langfristigen Anforderungen des Unternehmens und entwickelte einen Fünfjahresplan zur Modernisierung des Steuerungssystems über alle Pipelines hinweg.

Das Team entschied sich, ein System für alle Pipelines zu standardisieren, um die Zuverlässigkeit durch zusätzliche Redundanz zu verbessern, Informationsfreigabe zwischen den Stationen und bis zu den Führungsetagen zu ermöglichen und die langfristige Wartung zu vereinfachen. CPG setzte sich das Ziel, bis zum Ende der fünf Jahre eine Zuverlässigkeit von 100 Prozent – bei 100 Prozent Kapazität – zu erreichen.

Nach einer gründlichen Überprüfung der Optionen entschied sich das CPG-Engineering-Team, auf ein virtualisiertes PlantPAx® DCS von Rockwell Automation zu standardisieren. Das hochverfügbare, moderne DCS sollte mehr Informationen zwischen den Einrichtungen und bis zur Führungsebene teilen, dezentralen Zugriff ermöglichen und die Sicherheit verbessern.

"Wir planten, unser gesamtes Steuerungssystem in 16 Bundesstaaten zu modernisieren und wollten nicht mehrere Ansprechpartner gleichzeitig verwalten", sagte Brian Sloan, Manager für Automatisierung und Elektrotechnik bei der Columbia Pipeline Group.

"Die direkte Zusammenarbeit mit einem Ansprechpartner bei Rockwell Automation während des gesamten Prozesses hat die Umsetzung eines komplexen Projekts erleichtert."

Das CPG-Team installierte redundante Horsepower an strategischen Punkten im gesamten Netz, um den erforderlichen Druck für eine zuverlässige Übertragung sicherzustellen.

Programmierbare Automatisierungssteuerungen (PACs) steuern die Motorfunktionen. Bediener verwalten den Betrieb einzelner Motoren über redundante Mensch-Maschine-Schnittstellen, und alle Motor-PACs sind mit dem Haupt-Bedienfeld der Verdichterstation verbunden.

Allen-Bradley®-Technologie wird in allen Einrichtungen eingesetzt.CENTERLINE® Motor Control Center (MCCs) mit IntelliCENTER®-Technologie unterstützen die Hilfsfunktionen der Verdichterstation und der Motoreinheiten.

Die vernetzten MCCs lassen sich einfach mit Steuerungen im bestehenden System integrieren. Zu den Motorsteuerungskomponenten in den MCCs gehören PowerFlex® AC-Antriebe, SMC™ Flex-Softstarter, PowerMonitor™ 5000-Energiemonitore und E3 Plus™ elektronische Überlastrelais.

Bei der Auslegung des DCS stellte das CPG-Team fest, dass jede Station mehr server benötigen würde, als physisch möglich war, um alle Anwendungen für Sicherheit, Analyse und Systemmanagement zu betreiben.

Das Team entschied sich, virtualisierte server unter Verwendung der PlantPAx Auswahlanleitung und Best Practices für die Einführung eines virtualisierten Automatisierungssystems zu implementieren.

Das Rockwell Automation Team setzte hochverfügbare, virtualisierte server von seinem Encompass™ Product Partner Stratus Technologies ein.

Die Stratus-server reduzierten den physischen Platzbedarf der Hardware, machten die Beschaffung von Hardware für jede neue Anwendung überflüssig und verringerten die Wahrscheinlichkeit von Ausfallzeiten durch Hardwarefehler.

Jeder virtualisierte server betreibt mehrere Rockwell Software® FactoryTalk®-Anwendungen, darunter Historian, View Machine Edition, View Site Edition, AssetCentre und ViewPoint Software.

Die ViewPoint Software ermöglicht CPG-Bedienern den Zugriff auf die HMI-Anwendungen von jedem Standort aus über einen Web-browser, sodass sie in Echtzeit Entscheidungen zu auftretenden Problemen treffen können. In Kombination mit Historian Software ermöglichen die Visualisierungsfunktionen des Systems Überwachung, Berichterstellung und Datenaufzeichnung für den sofortigen und zukünftigen Zugriff.

Darüber hinaus ist die Historian-Plattform eng mit dem Data-Warehouse-System OSIsoft PI auf Unternehmensebene integriert – was die Sichtbarkeit und Verfügbarkeit von Betriebsdaten weiter erhöht.

Das informationsfähige System läuft auf EtherNet,IP™ und ermöglicht einen einfachen Datenfluss von den Motoren zum Haupt-Bedienfeld, von den MCCs zu den PACs, von einer Verdichterstation zur anderen und von den Stationen bis zu den Führungsetagen.

Allen-Bradley Stratix™ Industrie-Ethernet-Switches verwalten die sichere, Echtzeit-Informationsfreigabe.

Das CPG-Engineering-Team implementierte die AssetCentre Software, um Änderungen zu verwalten und den Benutzerzugriff im Feld zu steuern.

Das CPG-Team legte Authentifizierungsparameter innerhalb der AssetCentre Software fest, um die Rechte und Fähigkeiten zu verwalten, die jedem Benutzer bei der Verwendung anderer FactoryTalk Anwendungen gewährt werden.

Die AssetCentre Anwendung verfolgt und zeichnet auch Benutzeraktionen auf, um die Sicherheit zu erhöhen und für zukünftige Referenz.

Da das System informationsfähig ist, kann das CPG Enterprise Analyse Team Berichte über den Stationsbetrieb erstellen, um die vorausschauende Wartung zu verbessern.

Wenn Ersatzteile benötigt werden, kann das Engineering-Team diese problemlos standardmäßig von lokalen Anbietern beziehen.

Ergebnisse

Anfang 2015 erreichte das CPG-Team eine Zuverlässigkeit von 99.5 Prozent.

In Zusammenarbeit mit einem Ansprechpartner bei Rockwell Automation implementierten sie das virtualisierte Steuerungssystem in 40 Verdichterstationen und planen, die Redundanz-Upgrades auf 52 weitere Stationen auszuweiten.

Das Team kann das gleiche System für die Entwicklung neuer Verdichterstationen verwenden und erwartet, dass das unternehmensweite System mindestens 10 Jahre lang betrieben werden kann, bevor weitere Upgrades erforderlich sind.

Mit der zusätzlichen Redundanz des Systems ist das Unternehmen in der Lage, vertragliche Verpflichtungen zu erfüllen und darüber hinaus Verbesserungen vorzunehmen, indem Geschäftsänderungen auf Basis spezifischer Daten vorgenommen werden.

"Wir treffen fundiertere Entscheidungen auf Grundlage von Echtzeit- und historischen Betriebsdaten, auf die wir von überall aus zugreifen können, auch von unserem Hauptsitz", sagte Sloan.

"Wir konnten dadurch die Rentabilität des Unternehmens deutlich steigern."

Basierend auf neuen Erkenntnissen zum Motorbetrieb führt das CPG-Engineering-Team aktivere und kontinuierliche vorbeugende Wartung durch – und das zeigt schnell Ergebnisse.

Das Unternehmen sparte 2014 etwa USD 2.300.000,00 durch geringere Wartungskosten und Ausfallzeiten.

Die oben genannten Ergebnisse beziehen sich auf die Nutzung von Rockwell Automation Produkten und Services durch die Columbia Pipeline Group in Verbindung mit anderen Produkten. Die spezifischen Ergebnisse können bei anderen Kunden variieren.

Allen-Bradley, CENTERLINE, E3 Plus, Encompass, FactoryTalk, IntelliCENTER, PartnerNetwork, PlantPAx, PowerFlex, PowerMonitor, Rockwell Software, SMC und Stratix sind Marken von Rockwell Automation Inc.

EtherNet,IP ist eine Marke von ODVA Inc.