Columbia Pipeline Group alcanza una confiabilidad del 99.5 %

Antecedentes

Los cambios en la industria de gas y petróleo en los Estados Unidos han ejercido presión sobre las empresas de transmisión para optimizar sus sistemas, añadir flexibilidad y responder con mayor rapidez a un panorama de la industria fluctuante. Mientras que muchas empresas de la industria han estado luchando por cambiar, otras han sido más visionarias en aplicar nuevas tecnologías.

Columbia Pipeline Group (CPG) modernizó recientemente su entorno operativo al implementar un DCS moderno para mejorar la confiabilidad, obtener una mejor perspectiva de sus datos de producción y facilitar el mantenimiento.

La empresa ahorró aproximadamente USD 2,300,000 en costos de mantenimiento reducidos en un año, lo que demuestra que las empresas de transmisión de gas pueden alcanzar una confiabilidad de más del 99 por ciento mientras operan a 100 por ciento de capacidad.

Desafío

CPG opera casi 15000 millas de gasoductos de gas natural desde la Costa del Golfo hasta el Noreste, atendiendo a clientes en 16 estados.

Antes de 2009, la empresa de transmisión dejaba 20 por ciento de capacidad disponible en caso de fallas de unidades de potencia. Cuando la empresa aumentó la producción a 100 por ciento de capacidad en 2009, necesitó ganar confiabilidad usando otros métodos para asegurar que la producción no se detuviera y no impactara negativamente las obligaciones contractuales.

La empresa tuvo que añadir más gasoductos o aumentar la redundancia de potencia en sus estaciones de compresores.

La empresa también necesitaba obtener una mejor perspectiva de los datos de producción y gestionar los costos a largo plazo para mantener el sistema de manera más eficaz. Los sistemas de control existentes, dispares y desarrollados internamente, eran cada vez más difíciles y costosos de mantener.

CPG utilizaba un sistema SCADA interno que solo una persona sabía cómo soportar, y las piezas de repuesto eran cada vez más difíciles de encontrar. Los proveedores existentes no tenían buenos programas de capacitación para el nuevo personal de mantenimiento, y los empleados actuales se estaban jubilando, llevándose consigo su experiencia del sistema.

Además, los sistemas existentes no proporcionaban la gestión de información necesaria para optimizar proactivamente las operaciones ni para integrarse fácilmente con el data warehouse a nivel corporativo.

La falta de un sistema seguro de acceso y autenticación de usuarios también ponía en riesgo la seguridad de la información.

Solución

El sistema existente no era sostenible y el costo de añadir una tubería adicional era prohibitivo. La gerencia de CPG evaluó las necesidades a largo plazo de la empresa y desarrolló un plan de cinco años para modernizar el sistema de control en todas sus tuberías.

El equipo decidió estandarizar en un solo sistema en todas sus tuberías para mejorar la confiabilidad mediante la redundancia adicional, permitir el intercambio de información entre estaciones y hasta oficinas ejecutivas, y simplificar el mantenimiento a largo plazo. CPG estableció la meta de alcanzar 100 por ciento de confiabilidad – a 100 por ciento de capacidad – para el final de los cinco años.

Tras una exhaustiva revisión de las opciones, el equipo de ingeniería de CPG decidió estandarizar en un sistema de control distribuido PlantPAx® virtualizado de Rockwell Automation. El DCS moderno de alta disponibilidad compartiría más información entre las instalaciones y hasta el nivel ejecutivo, permitiría el acceso remoto y mejoraría la seguridad.

"Planeábamos modernizar todo nuestro sistema de control en 16 estados y no queríamos gestionar múltiples puntos de contacto al mismo tiempo", dijo Brian Sloan, gerente de ingeniería eléctrica y automatización de Columbia Pipeline Group.

"Trabajar directamente con un solo contacto de Rockwell Automation durante todo el proceso ha facilitado la gestión de un proyecto complejo".

El equipo de CPG instaló redundancia de potencia en puntos estratégicos de toda la zona para alcanzar la presión requerida para una transmisión confiable.

Los controladores de automatización programables (PAC) controlan las funciones del motor. Los operadores gestionan la operación individual del motor mediante interfaces hombre-máquina redundantes, y todos los PAC del motor se conectan al panel de control de la estación de compresores principal.

Se utiliza tecnología Allen-Bradley® en todas las instalaciones.Los centros de control de motores CENTERLINE® (MCC) con tecnología IntelliCENTER® soportan las funciones auxiliares de la estación compresora y las unidades de motor.

Los MCC en red se integran fácilmente con los controladores en el sistema existente. Los componentes de control de motor dentro de los MCC incluyen variadores de CA PowerFlex®, arrancadores suaves SMC™ Flex, monitores de energía PowerMonitor™ 5000 y relés electrónicos de sobrecarga E3 Plus™.

Al diseñar el sistema de control distribuido, el equipo de CPG se dio cuenta de que cada estación requeriría más servidores de los que era físicamente posible para manejar todas las aplicaciones necesarias para seguridad, análisis de datos y gestión del sistema.

El equipo decidió implementar servidores virtualizados utilizando la guía de selección de PlantPAx y las mejores prácticas para adoptar un sistema de automatización virtualizado.

El equipo de Rockwell Automation implementó servidores virtualizados de alta disponibilidad de su Encompass™ Product Partner, Stratus Technologies.

Los servidores Stratus redujeron el espacio físico del hardware, eliminaron la necesidad de adquirir hardware para cada nueva aplicación y redujeron la probabilidad de tiempo improductivo debido a errores de hardware.

Cada servidor virtualizado ejecuta múltiples aplicaciones de Rockwell Software®FactoryTalk®, incluyendo Historian, View Machine Edition, View Site Edition, AssetCentre y ViewPoint software.

El software ViewPoint permite a los operadores de CPG acceder a las aplicaciones HMI desde cualquier ubicación a través de un navegador web, permitiéndoles tomar decisiones en tiempo real sobre cualquier problema que surja. Combinado con el software de historial, las capacidades de visualización del sistema permiten monitoreo, generación de informes y registro de datos para acceso inmediato y futuro.

Además, la plataforma de historial se integra estrechamente con el sistema de data warehouse OSIsoft PI a nivel corporativo, aumentando aún más la visibilidad y disponibilidad de los datos de operaciones.

El sistema habilitado para información funciona sobre EtherNet/IP™, permitiendo que los datos fluyan fácilmente de los motores al panel de control principal, de los MCC a los PAC, de una estación de compresores a otra, y de las estaciones a las oficinas ejecutivas.

Allen-Bradley Stratix™ switches industriales Ethernet gestionan el intercambio seguro y en tiempo real de información.

El equipo de ingeniería de CPG implementó el software AssetCentre para ayudar a gestionar cambios y controlar el acceso de usuarios en campo.

El equipo de CPG estableció parámetros de autenticación dentro del software AssetCentre para gestionar los derechos y capacidades que se otorgan a cada usuario al utilizar otras aplicaciones FactoryTalk.

La aplicación AssetCentre también rastrea y registra las acciones de los usuarios para incrementar la seguridad y para referencia futura.

Debido a que el sistema está habilitado para información, el equipo de Enterprise Analytics de CPG puede desarrollar informes sobre operaciones de estaciones para mejorar el mantenimiento predictivo.

Cuando se necesitan piezas de repuesto, el equipo de ingeniería puede comprarlas fácilmente en stock a proveedores locales.

Resultados

A principios de 2015, el equipo de CPG alcanzó 99.5 por ciento de confiabilidad.

Al trabajar con un solo punto de contacto en Rockwell Automation, implementaron el sistema de control virtualizado en 40 estaciones de compresores y planean implementar las actualizaciones de redundancia en 52 estaciones más.

El equipo puede usar el mismo sistema para diseñar cualquier nueva estación de compresores y espera que el sistema a nivel de toda la empresa funcione durante al menos 10 años antes de que se necesiten actualizaciones adicionales.

Con la redundancia añadida del sistema, la empresa puede cumplir con las obligaciones contractuales y mejorar aún más, realizando cambios en el negocio basados en datos específicos.

"Estamos tomando decisiones más informadas basadas en datos de operaciones en tiempo real e históricos a los que podemos acceder desde cualquier lugar, incluso desde nuestra sede", dijo Sloan.

"Hemos podido mejorar significativamente la rentabilidad de la empresa como resultado".

Con base en nuevos conocimientos sobre las operaciones del motor, el equipo de ingeniería de CPG realiza un mantenimiento preventivo más activo y continuo, y esto está arrojando resultados rápidamente.

La empresa ahorró aproximadamente USD 2,300,000 gracias a la reducción de los costos de mantenimiento y tiempo improductivo en 2014.

Los resultados mencionados anteriormente son específicos del uso de Columbia Pipeline Group de productos y servicios de Rockwell Automation en conjunto con otros productos. Resultados específicos pueden variar para otros clientes.

Allen-Bradley, CENTERLINE, E3 Plus, Encompass, FactoryTalk, IntelliCENTER, PartnerNetwork, PlantPAx, PowerFlex, PowerMonitor, Rockwell Software, SMC y Stratix son marcas comerciales de Rockwell Automation Inc.

EtherNet/IP es una marca comercial de ODVA Inc.