統合ソリューションで資産のパフォーマンスを最適化

統合ソリューションで資産のパフォーマンスを最適化

インテリジェンスで統合されたソリューションが、エネルギー生産オペレータのために情報の可視性、スケーラビリティ、および信頼性を強化

国際エネルギー機関の「世界経済見通し2016」によれば、世界のエネルギー需要は、2040年までに48%増大する見通しです。

今日、エネルギー企業はプロセス計装システムを使用し、稼働時間と生産性を最適化していますが、エネルギー産業は、製造の分野で総合設備効率(OEE)と呼ばれる資産パフォーマンスにおいて歴史的に他の産業分野より遅れています。

石油&ガスプラントを設計、建設およびアップグレードする従来のアプローチは、世界的な需要を満たすには時間と費用がかかりすぎていました。

また、これは労働者がさまざまな装置の操作方法を学ぶ負担となっていました。複数のベンダーの関係、システム間の複雑なインターフェイス、リアルタイム制御のためのデータへのアクセスの制限によって、石油&ガス処理の加速が妨げられていました。

さらに、エネルギー使用は、生産環境において最も管理の難しいコストです。どの産業用施設でも、工場の現場では特にモータが60%を超えるエネルギーを消費します。装置の制御の欠如は、低いエネルギー効率と、高い総所有コストという結果を招きます。

適正な最適化方法

需要に応えるために、石油&ガスの生産者は、地理的な障壁を乗り越えるために接続された生産と、生産スループット、プロセス品質、資産の健全性、およびエネルギー効率を含む事業価値を改善の方向に踏み出しています。

ただし、大きな機会を利用できるようになるには、最適化の文化を醸成する主な要素が、プレミア統合であることを理解する必要があります。

ロックウェル・オートメーションの統合パワーおよびオートメーションは、インテリジェントなパッケージ型のパワー(IPP)およびインテリジェントなモータ制御(IMC)を統合してプレミア統合を達成し、デジタルテクノロジを活用してサプライチェーンを簡素化し、システムを統合します。

すべては、最新の分散制御システム(DCS)という管制塔から始まります。例えば、ロックウェル・オートメーションのPlantPAx®分散制御システム(DCS)は拡張性に富んだ複数制御アプリケーションテクノロジを使って、プラントのプロセスとパワーシステムのシームレスな統合のための共通のオートメーションプラットフォームを提供し、新たなワークフローを確立します。

その工場全体の制御の能力により、最新のDCSはモータ制御装置と簡単に統合できます。さらに、最新のDCSとモータ制御装置で達成した統合のレベルは、予期しないダウンタイムを減らすことによるプラントの稼働率の向上を促進する情報につながります。これは、事前に手動または自動で介入できるためで、予測および予防対策となります。

エネルギーおよび生産のスマートな意志決定

事実、モータの故障の75%は適切な保護対策を施してれば防止できたことがわかっています。

プレミア統合のメリットのひとつは、ベアリングの不良や巻線効率などの不可欠な信号を測定しながら、エネルギー消費、回転数、トルクおよび温度などのパラメータを評価するために、IMCに接続したプラントオーナおよびオペレータがモータおよびモータに駆動される装置の作動データを利用できることです。

そのようなオープンなネットワークアーキテクチャは、モータ保護を強化し、診断情報を共有し、トラブルシューティングを迅速化し、より生産的でインテリジェントなプロセスを実現します。

コストが重大な役割を果たします。モータは一般的に初期の購入価格の10倍を消費し、運用の視点からは、モータの回転数を20%抑制すると、50%のランニングコストの節約になります。

インテリジェンスおよび接続性の面で最も高性能なリレーのひとつであるAllen-Bradley®のE300™電子過負荷リレーが、IMC固定回転数アプリケーションの心臓部です。

図: 統合パワーおよびオートメーション

さまざまな生産装置とアプリケーションから、統合ソフトウェアおよびハードウェアの重要な運用情報を抽出することができます。また、電圧、電流およびエネルギー、トリップ履歴/警告履歴、熱容量利用率、トリップ/リセットまでの時間、稼働時間および始動回数などの作動パラメータも記録できます。

その柔軟な設計、簡略化された配線およびシームレスなLogix統合によって、リアルタイム診断からのすぐに使用できる情報への変換が可能です。これらの能力を使って、エンジニアが資産を保護し、石油&ガスの生産時間を最大化するための予防対策を実施できます。

IMCアーキテクチャの一部として、低圧PowerFlex®ドライブStudio 5000®環境でプレミア統合でき、Logixベース制御システムに統合する際には自動デバイス構成を利用できます。安全トルクオフおよび安全速度モニタ機能と、EtherNet/IP™を介してそれらの安全情報および信号を共有できるため、生産性が強化されます。

石油&ガス生産プロセスでは、高性能パッケージ型ソリューションである低圧および高圧モータ・コントロール・センタ(MCC)ですべてのモータ制御ニーズに対応できます。IntelliCENTER®の設計は、より迅速なスタートアップと装置の動作がより視認しやすくなるように、現場の制御システムにシームレスに統合するため、工場で検証済みで、事前設定済みです。

MCCは、装置、およびオペレータが離れた場所から装置を監視できる人員保護に対するプレミア統合のアプローチを示します。電気装置に物理的に触れることがないため、危険に晒されることなく機械のパフォーマンスを維持することができます。

リソース管理およびシステムレジリエンシの最適化

従来の配電の設計アプローチを使用している場合は、製造プラントではさまざまなネットワークで作動するインテリジェント端末機器(IED)を使って、サブステーション・オートメーション・システムを維持しています。電気監視制御およびデータ取得(eSCADA)システムは、プロセス制御システムの可視性が限定的です。

しかし、現在では、同じインフラ内の配電システムおよびプロセス制御システムを統合すれば、石油およびガス施設全体でかつてないレベルのインテリジェンスと情報認識が可能になります。

パッケージ型パワーソリューションは、独立したeSCADAおよびプロセス制御システムを統一された、標準のイーサネットを基本とする完全デジタルシステムに置き換えます。

オープンなオートメーションアーキテクチャでは、サブステーションのデータは制御環境に直接マッピングされ、IEDと制御プラットフォームのシームレスな通信を可能にします。

IEDが生成したタイムスタンプが付加されたシーケンシャルデータに簡単にアクセスし、生産プロセスで使用できます。配電イベントとモータおよびパワー制御イベントに関連付けるこの能力は、あらゆるパワー関連の問題のトラブルシューティングを大幅に迅速化します。

さらに、関連付けられた情報はオペレータに石油&ガスのライフサイクル全体の資産パフォーマンスのさらに包括的な実態を示し、リアルタイムでパワー関連のプロセスの状態をより正確に予測できるようになります。その結果、より優れたエネルギーおよび生産の意志決定を下すことができます。

e-Houseソリューションは、統合パワーおよびオートメーションが提供するすぐに使える製品で、プロジェクト管理、統合エンジニア、および文書制御を提供します。

インテリジェントなeHouseは完全なシステム向けにテスト済みで認証を受けた装置を供給するため、産業プロジェクト用に合理化されたプロセス制御およびパワー管理システムを提供する一方、簡単に設置と立上げができるようになります。

もうひとつの重要な側面

安全は、お客様にとって資産のパフォーマンスと同様に重要です。統合パワーおよびオートメーションのそれぞれの装置とコンポーネントは、安全と信頼性の期待を満たします。

これらのソリューションは、向上した安全機能を標準で提供し、リモート制御による露出制限と空気の絶縁破壊の予測によって安全と排出ガスの監視を強化します。

さらに、ロックウェル・オートメーションは、石油&ガスの生産企業が施設全体に安全を展開するのをサポートするための安全機能と機能を緊密に統合するソリューション、製品、ツールおよびサポートサービスの包括的な製品ラインナップをご用意しています。

すべての安全度水準(SIL)の緊急シャット・ダウン・システム(ESD)および安全計装システム(SIS)を含むプロセス安全ソリューションは、すべて厳格な設計要件を満たしています。これらの信頼性の高いコントローラベースの製品は、ダウンタイム、保護回路の誤動作、およびライフサイクルコストを減少して、安全と生産性を高めます。

成功のための製造のインテリジェンス

業界は、予想される需要を満たすため、2030年代までに石油&ガス開発に年間1兆ドルを投資する必要があると推測しています。その上、企業は石油安の影響に備えなければなりません。

市場の変動と、その他さまざまな問題に直面した石油&ガス生産企業は、コストを抑えて純利益を高めることによって競争力を高める方法を常に模索しています。

しかし、かつてないレベルの製造のインテリジェンスと統合によって、プラントの所有者やオペレータは、統合されたパワーとオートメーションを活用して、デジタルテクノロジとイーサネット接続性のメリットを利用できるようになりました。それらのメリットとは、情報の透明性、統合されたユーザエクスペリエンスの拡張であり、またプロセス、パワー制御、および電気システムへの投資価値の拡大です。

Automation Today

Automation Today Asia Pacificは、ロックウェル・オートメーションが発行する季刊誌で、最新の産業オートメーションと情報技術の動向、ケーススタディとアプリケーション記事、新製品と機能の情報をお届けします。