Columbia Pipeline Group atteint un taux de fiabilité de 99.5 %

Contexte

Les changements dans l'industrie pétrolière et gazière aux États-Unis ont mis les entreprises de transmission sous pression pour optimiser leurs systèmes, ajouter de la flexibilité et répondre plus rapidement à un paysage industriel fluctuant. Alors que de nombreuses entreprises du secteur ont eu du mal à changer, d'autres ont été plus visionnaires dans l'application de nouvelles technologies.

Columbia Pipeline Group (CPG) a récemment modernisé son environnement opérationnel en mettant en œuvre un système de commande distribué moderne afin d'améliorer la fiabilité, d'obtenir une meilleure visibilité sur ses données de production et de faciliter la maintenance.

L'entreprise a économisé environ USD 2300000,00 grâce à la réduction des coûts de maintenance en un an, ce qui montre que les entreprises de transport de gaz peuvent atteindre plus de 99 % de fiabilité tout en fonctionnant à 100 % de leur capacité.

Défi

CPG exploite près de 15000 miles de gazoducs du golfe du Mexique au Nord-Est, desservant des clients dans 16 États.

Avant 2009, la société de transmission laissait 20 % de la capacité disponible en cas de défaillance d'unités de puissance. Lorsque la société a augmenté la production à 100 % de la capacité en 2009, elle a dû gagner en fiabilité en utilisant d'autres méthodes pour s'assurer que la production ne s'arrêterait pas et n'aurait pas d'impact négatif sur les obligations contractuelles.

L'entreprise devait soit ajouter davantage de pipelines, soit augmenter la redondance de puissance de ses stations de compression.

L'entreprise avait également besoin d'une meilleure visibilité sur les données de production et de gérer les coûts à long terme pour entretenir le système de manière plus efficace. Les systèmes de commande existants, disparates et développés en interne, étaient de plus en plus difficiles et coûteux à entretenir.

CPG utilisait un système SCADA interne que seule une personne savait prendre en charge, et les pièces de rechange devenaient difficiles à trouver. Les fournisseurs existants ne proposaient pas de bons programmes de formation pour le nouveau personnel de maintenance, et les employés actuels prenaient leur retraite, emportant avec eux leur expertise du système.

De plus, les systèmes existants ne fournissaient pas la gestion de l'information nécessaire pour optimiser de manière proactive les opérations ou pour s'intégrer facilement à l'entrepôt de données au niveau de l'entreprise.

L'absence d'un système d'accès et d'authentification des utilisateurs sécurisé mettait également en péril la sécurité des informations.

Solution

Le système existant n'était pas durable et le coût d'ajout d'un pipeline supplémentaire était prohibitif. La direction de CPG a évalué les besoins à long terme de l'entreprise et a élaboré un plan quinquennal pour moderniser le système de commande sur l'ensemble de ses pipelines.

L'équipe a décidé de standardiser un système unique sur l'ensemble de ses pipelines afin d'améliorer la fiabilité grâce à une redondance accrue, de permettre le partage d'informations entre les stations et jusqu'aux bureaux de direction, et de simplifier la maintenance à long terme. CPG s'est fixé pour objectif d'atteindre 100 % de fiabilité – à 100 % de capacité – d'ici la fin des cinq ans.

Après un examen approfondi des options, l'équipe d'ingénierie de CPG a décidé de standardiser sur un système de commande distribué virtualisé PlantPAx® de Rockwell Automation. Le DCS moderne à haute disponibilité partagerait plus d'informations entre les installations et jusqu'au niveau exécutif, permettrait un accès à distance et améliorerait la sécurité.

« Nous avions prévu de moderniser l'ensemble de notre système de commande dans 16 États et nous ne voulions pas gérer plusieurs points de contact en même temps », a déclaré Brian Sloan, responsable de l'automatisation et de l'ingénierie électrique pour Columbia Pipeline Group.

« Le fait de travailler directement avec un seul interlocuteur chez Rockwell Automation tout au long du processus a permis de faciliter la gestion d'un projet complexe. »

L'équipe CPG a installé une puissance redondante à des points stratégiques sur le site afin d'atteindre la pression requise pour une transmission fiable.

Les contrôleurs d'automatisation programmables (PAC) commandent les fonctions du moteur. Les opérateurs gèrent le fonctionnement individuel du moteur via des interfaces homme-machine redondantes, et tous les PAC moteur se connectent au panneau de commande principal de la station de compression.

La technologie Allen-Bradley® est utilisée dans toutes les installations.Les centres de commande de moteurs CENTERLINE® (MCC) avec la technologie IntelliCENTER® prennent en charge les fonctions auxiliaires de la station de compression et des unités moteur.

Les MCC en réseau s'intègrent facilement aux contrôleurs du système existant. Les composants de commande de moteur dans les MCC incluent :Variateurs c.a. PowerFlex®, démarreurs progressifs SMC™ Flex, analyseurs d'énergie PowerMonitor™ 5000, et relais électroniques de surcharge E3 Plus™.

Lors de la conception du système de commande distribué, l'équipe CPG a réalisé que chaque station nécessiterait plus de serveurs que ce qui était physiquement possible pour gérer toutes les applications nécessaires à la sécurité, à l'analyse des données et à la gestion du système.

L'équipe a décidé de mettre en œuvre des serveurs virtualisés en utilisant le guide de sélection PlantPAx et les meilleures pratiques pour adopter un système d'automatisation virtualisé.

L'équipe Rockwell Automation a déployé des serveurs virtualisés à haute disponibilité de son partenaire produit Encompass™, Stratus Technologies.

Les serveurs Stratus ont réduit l'espace physique du matériel, éliminé le besoin d'acquérir du matériel pour chaque nouvelle application et réduit la probabilité de temps d'arrêt dus à des erreurs matérielles.

Chaque serveur virtualisé exécute plusieurs applications Rockwell Software®FactoryTalk®, notamment Historian, View Machine Edition, View Site Edition, AssetCentre et ViewPoint.

Le logiciel ViewPoint permet aux opérateurs CPG d'accéder aux applications IHM depuis n'importe quel endroit via un navigateur, ce qui leur permet de prendre des décisions en temps réel concernant les problèmes qui surviennent. Associées au logiciel d'historisation, les capacités de visualisation du système permettent la surveillance, la génération de rapports et l'enregistrement des données pour un accès immédiat et futur.

De plus, la plate-forme d'historisation s'intègre étroitement au système d'entrepôt de données OSIsoft PI au niveau de l'entreprise, ce qui augmente encore la visibilité et la disponibilité des données opérationnelles.

Le système à gestion de l'information fonctionne sur EtherNet,IP™, permettant aux données de circuler facilement des moteurs au panneau de commande principal, des MCC aux PAC, d'une station de compression à une autre et des stations aux bureaux de direction.

Les commutateurs Ethernet industriels Allen-Bradley Stratix™ gèrent le partage sécurisé d'informations en temps réel.

L'équipe d'ingénierie CPG a mis en œuvre le logiciel AssetCentre pour faciliter la gestion des modifications et le contrôle des accès des utilisateurs sur le terrain.

L'équipe CPG a défini des paramètres d'authentification dans le logiciel AssetCentre pour gérer les droits et les capacités accordés à chaque utilisateur lors de l'utilisation d'autres applications FactoryTalk.

L'application AssetCentre suit et enregistre également les actions des utilisateurs pour une sécurité accrue et une référence ultérieure.

Comme le système est à gestion de l'information, l'équipe CPG Enterprise Analytics peut élaborer des rapports sur les opérations des stations afin d'améliorer la maintenance prédictive.

Lorsque des pièces de rechange sont nécessaires, l'équipe d'ingénierie peut facilement les acheter en stock auprès de fournisseurs locaux.

Résultats

Au début de 2015, l'équipe CPG a atteint une fiabilité de 99.5 %.

En travaillant avec un seul interlocuteur chez Rockwell Automation, ils ont mis en œuvre le système de commande virtualisé sur 40 stations de compression et prévoient de déployer les mises à niveau de redondance sur 52 autres stations.

L'équipe peut utiliser le même système pour concevoir de nouvelles stations de compression et s'attend à ce que le système à l'échelle de l'entreprise fonctionne pendant au moins 10 ans avant que des mises à niveau supplémentaires ne soient nécessaires.

Grâce à la redondance ajoutée au système, l'entreprise est en mesure de respecter ses obligations contractuelles et d'aller au-delà, en apportant des changements commerciaux basés sur des données spécifiques.

« Nous prenons des décisions plus éclairées, basées sur des données d'exploitation en temps réel et historiques, auxquelles nous pouvons accéder n'importe où, y compris depuis notre siège », a déclaré Sloan.

« Nous avons pu améliorer de manière significative la rentabilité de l'entreprise. »

Grâce à de nouvelles informations sur le fonctionnement des moteurs, l'équipe d'ingénierie de CPG effectue une maintenance préventive plus active et continue, avec des résultats rapides.

L'entreprise a économisé environ USD 2300000,00 grâce à la réduction des coûts de maintenance et des temps d'arrêt en 2014.

Les résultats mentionnés ci-dessus sont spécifiques à l'utilisation par Columbia Pipeline Group des produits et services de Rockwell Automation en association avec d'autres produits. Les résultats spécifiques peuvent varier pour d'autres clients.

Allen-Bradley, CENTERLINE, E3 Plus, Encompass, FactoryTalk, IntelliCENTER, PartnerNetwork, PlantPAx, PowerFlex, PowerMonitor, Rockwell Software, SMC et Stratix sont des marques commerciales de Rockwell Automation Inc.

EtherNet,IP est une marque commerciale d'ODVA Inc.