Cómo un gasoducto alcanzó un 99,5% de confiabilidad

Cómo un gasoducto alcanzó un 99,5% de confiabilidad

Al modernizarse con un sistema de control de procesos virtualizado, activado por informaciones, la empresa de transporte de gas mejoró la confiabilidad y recortó los costos de mantenimiento en US$ 2,3 millones.

Presionadas por cambios globales en el sector, muchas empresas de petróleo y gas aún se resisten a adoptar nuevas tecnologías, pero otras fueron más proactivas. Entre ellas, el grupo Columbia Pipeline Group (CPG), que actualizó su entorno operativo con un moderno sistema de control distribuido (SCD) y ahorró cerca de US$ 2,3 millones en costos de mantenimiento en un año, probando que las compañías del sector pueden obtener más del 99% de confiabilidad, operando con 100% de su capacidad.

Desafíos para aumentar la capacidad

CPG opera cerca de 24,000 km de tuberías de gas natural, desde la costa del Golfo hasta el noreste de EE. UU. Hasta el año 2009, la empresa dejaba 20% de capacidad disponible, en caso de fallas en las unidades de potencia.

Cuando aumentó la producción al 100% de capacidad, necesitaba:

  • Ganar confiabilidad para asegurar que la producción no se detendría, porque eso afectaría las obligaciones contractuales. Para ello, o agregaba tuberías o aumentaba la redundancia de energía en sus estaciones de compresión.

Mejorar la visión de los datos de producción y administrar los costos a largo plazo, para mantener el sistema de forma más eficiente. El sistema usado era el SCADA y solamente una persona sabía cómo mantenerlo. Era difícil encontrar las piezas de repuesto. Los proveedores existentes no tenían buenos programas de capacitación para nuevos trabajadores de mantenimiento, y los trabajadores con experiencia se estaban jubilando y llevándose consigo sus conocimientos especializados.   La falta de un acceso de usuario seguro y de un sistema de autentificación también ponía en riesgo las informaciones de seguridad.

Sistema estandarizado

El costo para agregar tuberías era excesivo. Y los sistemas de control existentes, distinguidos y desarrollados internamente, eran cada más difíciles y caros de mantener. No proporcionaban la gestión de información necesaria para optimizar las operaciones de forma proactiva o para integrarse fácilmente a la base de datos a nivel corporativo. Frente a esa situación, CPG desarrolló un plan de cinco años para modernizar el sistema de control de sus gasoductos, estableciendo la meta de alcanzar 100% de confiabilidad con 100% de capacidad para el final de ese período. Y escogió estandarizar con el sistema de control distribuido de procesos PlantPAx virtualizado, de Rockwell Automation, para simplificar el mantenimiento a largo plazo y mejorar la confiabilidad mediante la redundancia agregada y el intercambio de informaciones entre estaciones y oficinas administrativas. 

CPG instaló energía redundante en puntos estratégicos a lo largo del área para atender las presiones de regulaciones en cuanto al transporte confiable.  Los Controladores de Automatización Programable (PACs) controlan las funciones de los motores y se conectan al panel de control de la estación de compresión principal. Los operadores administran la operación de los motores individualmente, a través de HMI redundantes. 

Los Centros de Control de Motores CENTERLINE dan soporte a las funciones auxiliares de las unidades de la estación de compresión y de los motores. Los CCMs en red se integraron fácilmente con los controladores en el sistema existente. Los componentes de control del motor dentro de los CCM incluyen variadores PowerFlex, soft starters SMC Flex, monitores de energía PowerMonitor 5000 y relés de sobrecarga electrónicos E3 Plus.

Al diseñar el sistema, CPG se dio cuenta que cada estación iba a exigir más servidores de lo que era físicamente posible. Usando la guía de selección PlantPAx y buenas prácticas, el equipo de trabajo decidió implementar servidores virtuales de alta disponibilidad, que reducirían el espacio de hardware físico, la necesidad de comprar hardware para cada nueva aplicación y la probabilidad de tiempo ocioso debido a errores de hardware.

Cada servidor virtualizado ejecuta aplicaciones FactoryTalk que, por ejemplo, permiten a los operadores acceder a las aplicaciones de HMI desde cualquier lugar, a través de un navegador de Internet, y tomar decisiones en tiempo real.

Los recursos de visualización del sistema ayudan a monitorear, informar y registrar datos para el acceso inmediato y futuro. La plataforma de historiales se integra con el sistema OSIsoft PI, de base de datos a nivel corporativo, lo que aumenta aún más la visibilidad de los datos operativos y la disponibilidad.

El sistema corre en Ethernet/IP, lo que permite que los datos fluyan fácilmente de los dispositivos al panel de control principal, de los CCMs a los PACs, de una estación de compresor a otra y de las estaciones a las oficinas ejecutivas. Los switches industriales administran el intercambio seguro de información en tiempo real.

El software AssetCentre ayuda a manejar los cambios y controlar el acceso de usuarios en campo y también sigue y registra acciones de los usuarios, para mayor seguridad y referencia futura.  CPG definió parámetros de autentificación dentro del software, para gestionar los derechos y recursos que cada usuario puede tener al utilizar otras aplicaciones FactoryTalk. Como el sistema se activa por informaciones, CPG puede desarrollar informes sobre las operaciones de la estación para mejorar el mantenimiento predictivo. Las piezas de repuesto pueden comprarse fácilmente a nivel local, con una rápida entrega.

Confiabilidad del sistema

A comienzos de 2015, CPG alcanzó una confiabilidad de 99,5%. La empresa implementó el sistema de control virtualizado para 40 estaciones de compresores y planea implementar actualizaciones de redundancia para otras 52 estaciones. El equipo de trabajo puede utilizar el mismo sistema para diseñar cualquier estación de compresores nuevos y espera que el sistema de toda la corporación opere por lo menos por diez años, sin que sean necesarias actualizaciones adicionales.

Con la redundancia agregada del sistema, la empresa pudo atender obligaciones contractuales e ir, además, haciendo cambios en el negocio con base en datos específicos.

“Estamos tomando decisiones más basadas en datos en tiempo real y en el historial de operaciones, a los cuales podemos acceder desde cualquier lugar. Logramos mejorar la rentabilidad de la empresa significativamente.” Brian Sloan, gerente de Ingeniería Eléctrica y Automatización de CPG

Con base en nuevas visiones de las operaciones de los motores, la ingeniería de CPG hace un mantenimiento preventivo más activo y continuo  –lo que generó resultados rápidamente: la empresa ahorró más de US$ 2 millones en costos de mantenimiento y tiempo improductivo en 2014.

Lea más acerca de las Soluçiones Rockwell Automation para la industria de de Petróleo y Gas.

Automation Today

La revista Automation Today es una publicación semestral de Rockwell Automation que tiene como finalidad comunicar las tendencias y soluciones en el área de la automatización industrial.