Columbia Pipeline Group atinge 99.5 % de confiabilidade

Antecedentes

As mudanças na indústria de petróleo e gás nos Estados Unidos têm colocado pressão sobre as empresas de transmissão para otimizar seus sistemas, adicionar flexibilidade e responder mais rapidamente a um cenário industrial em constante mudança. Enquanto muitas empresas do setor têm lutado para mudar, outras têm sido mais visionárias na aplicação de novas tecnologias.

O Columbia Pipeline Group (CPG) modernizou recentemente seu ambiente operacional implementando um sistema digital de controle distribuído moderno para melhorar a confiabilidade, obter melhor visão de seus dados de produção e facilitar a manutenção.

A empresa economizou aproximadamente USD 2.300.000,00 com a redução dos custos de manutenção em um ano, mostrando que as empresas de transmissão de gás podem alcançar mais de 99 % de confiabilidade enquanto operam a 100 % da capacidade.

Desafio

A CPG opera quase 15000 milhas de tubulações de gás natural da Costa do Golfo ao Nordeste, atendendo clientes em 16 estados.

Antes de 2009, a empresa de transmissão deixava 20 % da capacidade disponível em caso de falhas de unidades de HP. Quando a empresa aumentou a produção para 100 % da capacidade em 2009, precisou obter confiabilidade por outros métodos para garantir que a produção não parasse e não afetasse negativamente as obrigações contratuais.

A empresa precisava adicionar mais tubulações ou aumentar a redundância de HP em suas estações de compressor.

A empresa também precisava obter melhor visão dos dados de produção e gerenciar os custos de longo prazo para manter o sistema de forma mais eficaz. Os sistemas de controle existentes, díspares e caseiros, estavam cada vez mais difíceis e caros de manter.

A CPG utilizava um sistema SCADA interno que apenas uma pessoa sabia como dar suporte, e as peças de reposição estavam se tornando difíceis de encontrar. Os fornecedores existentes não tinham bons programas de treinamento para o novo pessoal de manutenção, e os funcionários atuais estavam se aposentando – levando sua experiência com o sistema.

Além disso, os sistemas existentes não forneciam a gestão de informações necessária para otimizar proativamente as operações ou integrar-se facilmente ao data warehouse corporativo.

A falta de um sistema seguro de acesso do usuário e autenticação também colocava a segurança da informação em risco.

Solução

O sistema existente não era sustentável e o custo para adicionar tubulação adicional era proibitivo. A gestão da CPG avaliou as necessidades de longo prazo da empresa e desenvolveu um plano de cinco anos para modernizar o sistema de controle em suas tubulações.

A equipe decidiu padronizar um sistema em todas as suas tubulações para melhorar a confiabilidade por meio de redundância adicional, permitir o compartilhamento de informações entre estações e até escritórios executivos, e simplificar a manutenção de longo prazo. A CPG estabeleceu a meta de alcançar 100 % de confiabilidade – a 100 % de capacidade – até o final dos cinco anos.

Após uma análise completa das opções, a equipe de engenharia da CPG decidiu padronizar em um sistema digital de controle distribuído PlantPAx® virtualizado da Rockwell Automation. O SDCD moderno e de alta disponibilidade compartilharia mais informações entre as instalações e até o nível executivo, permitiria acesso remoto e melhoraria a segurança.

"Estávamos planejando modernizar todo o nosso sistema de controle em 16 estados e não queríamos gerenciar vários pontos de contato ao mesmo tempo", disse Brian Sloan, gerente de engenharia de automação e elétrica da Columbia Pipeline Group.

"Trabalhar diretamente com um contato na Rockwell Automation durante todo o processo tornou mais fácil lidar com um projeto complexo."

A equipe da CPG instalou HP redundante em pontos estratégicos em toda a dimensão para atender à pressão necessária para uma transmissão confiável.

Os controladores de automação programáveis (PACs) controlam as funções do mecanismo. Os operadores gerenciam a operação individual do mecanismo por meio de IHMs redundantes, e todos os PACs do mecanismo se conectam ao painel de controle principal da estação de compressor.

A tecnologia Allen-Bradley® é utilizada em todas as instalações.Centros de controle de motores CENTERLINE® (MCCs) com tecnologia IntelliCENTER® suportam as funções auxiliares da estação de compressor e das unidades de mecanismo.

Os MCCs em rede se integram facilmente com controladores no sistema existente. Os componentes de controle do motor dentro dos MCCs incluem inversores PowerFlex®, partidas suaves SMC™ Flex, monitores de energia PowerMonitor™ 5000, e relés de sobrecarga eletrônica E3 Plus™.

Ao projetar o sistema digital de controle distribuído, a equipe da CPG percebeu que cada estação exigiria mais servidores do que fisicamente possível para lidar com todos os aplicativos necessários para segurança, análise de dados e gestão do sistema.

A equipe decidiu implementar servidores virtualizados usando o guia de seleção do PlantPAx e as melhores práticas para adoção de um sistema de automação virtualizado.

A equipe da Rockwell Automation implantou servidores virtualizados de alta disponibilidade de seu parceiro de produtos Encompass™, a Stratus Technologies.

Os servidores Stratus reduziram o espaço físico do hardware, eliminaram a necessidade de adquirir hardware para cada novo aplicativo e reduziram a probabilidade de tempo de inatividade devido a falhas de hardware.

Cada servidor virtualizado executa várias aplicações Rockwell Software®FactoryTalk®, incluindo Historian, View Machine Edition, View Site Edition, AssetCentre e software ViewPoint.

O software ViewPoint permite que os operadores da CPG acessem as aplicações IHM de qualquer local por meio de um navegador da Web, permitindo que tomem decisões em tempo real sobre quaisquer problemas que surjam. Combinado ao software de histórico, os recursos de visualização do sistema permitem monitoração, geração de relatórios e registro de dados para acesso imediato e futuro.

Além disso, a plataforma de histórico integra-se fortemente ao sistema de data warehouse OSIsoft PI corporativo – aumentando ainda mais a visibilidade dos dados de operações e a disponibilidade.

O sistema habilitado para informações opera em EtherNet/IP™, permitindo que os dados fluam facilmente dos mecanismos para o painel de controle principal, dos MCCs para os PACs, de uma estação de compressor para outra e das estações até os escritórios executivos.

Switches industriais Ethernet Allen-Bradley Stratix™ gerenciam o compartilhamento seguro de informações em tempo real.

A equipe de engenharia da CPG implementou o software AssetCentre para ajudar a gerenciar mudanças e controlar o acesso do usuário no campo.

A equipe da CPG definiu parâmetros de autenticação no software AssetCentre para gerenciar os direitos e capacidades concedidos a cada usuário ao utilizar outros aplicativos FactoryTalk.

O aplicativo AssetCentre também rastreia e registra as ações do usuário para aumentar a segurança e para referência futura.

Como o sistema é habilitado para informações, a equipe de análise empresarial da CPG pode desenvolver relatórios sobre as operações das estações para melhorar a manutenção preditiva.

Quando são necessárias peças de reposição, a equipe de engenharia pode adquiri-las facilmente de fornecedores locais.

Resultados

No início de 2015, a equipe da CPG atingiu 99.5 % de confiabilidade.

Trabalhando com um ponto de contato na Rockwell Automation, eles implementaram o sistema de controle virtualizado em 40 estações de compressor e planejam implantar as atualizações de redundância em mais 52 estações.

A equipe pode usar o mesmo sistema para projetar qualquer nova estação de compressor e espera que o sistema de toda a empresa opere por pelo menos 10 anos antes que sejam necessárias atualizações adicionais.

Com a redundância adicional do sistema, a empresa é capaz de cumprir as obrigações contratuais e ir além, promovendo mudanças nos negócios com base em dados específicos.

"Estamos tomando decisões mais informadas com base em dados de operações em tempo real e históricos que podemos acessar em qualquer lugar, inclusive em nossa matriz corporativa", disse Sloan.

"Conseguimos melhorar significativamente o lucro da empresa como resultado."

Com base em novos insights sobre as operações do mecanismo, a equipe de engenharia da CPG realiza uma manutenção preventiva mais ativa e contínua – e isso está gerando resultados rapidamente.

A empresa economizou aproximadamente USD 2.300.000,00 com a redução dos custos de manutenção e do tempo de inatividade em 2014.

Os resultados mencionados acima são específicos para o uso de produtos e serviços da Rockwell Automation pela Columbia Pipeline Group em conjunto com outros produtos. Os resultados específicos podem variar para outros clientes.

Allen-Bradley, CENTERLINE, E3 Plus, Encompass, FactoryTalk, IntelliCENTER, PartnerNetwork, PlantPAx, PowerFlex, PowerMonitor, Rockwell Software, SMC e Stratix são marcas comerciais da Rockwell Automation Inc.

EtherNet/IP é uma marca comercial da ODVA Inc.