Estudio de caso

Racionalizar las innovaciones

Edge Computing en Petróleo y Gas

Cómo Streamline Innovations utiliza Stratus Edge Computing para llevar el mantenimiento predictivo impulsado por la IA, la operación remota y el 99,5% de tiempo de actividad a los equipos petroleros remotos.

Desafíos

  • Identificar una plataforma Edge Computing para desplegar las capacidades de OT e IT para la supervisión y el control precisos del proceso propio de eliminación de H2S
  • Operar con una conectividad de datos limitada en lugares remotos de petróleo y gas
  • Cumplir con el SLA del cliente de un mínimo del 95% de tiempo de actividad y satisfacer los presupuestos de automatización de los clientes

Solución

  • Implantar Stratus ztC Edge™ para desarrollar, alojar y proteger Valkyrie Intelligent Platform™ (VIP)
  • Aproveche la virtualización incorporada en Stratus para ejecutar Inductive Automation, la base de datos PostgreSQL y Python™ y el software Seeq AI de capas
  • Conecte ztC Edge a la WAN para el análisis de datos de cloud , la visibilidad remota y la funcionalidad completa

Beneficios

  • Permitió el análisis de datos en tiempo real, la HMI, la visibilidad y el seguimiento de 50 KPI desde una sala de control a cinco horas de distancia
  • Reducción del personal in situ en un 66%, ahorrando tiempo y costes, gracias al mantenimiento predictivo impulsado por la IA
  • Consiguió un 99,5% de tiempo de actividad en una ubicación remota, superando el SLA del cliente del 95%, y cumplió el punto de coste del cliente

De los equipos petrolíferos inteligentes a los inteligentes con Edge Computing

Streamline Innovations, con sede en San Antonio (Texas), desarrolla y explota un proceso propio de tratamiento de gas de sulfuro de hidrógeno (H2S) denominado Valkyrie™, que reduce el H2S tóxico a azufre elemental utilizado en los fertilizantes. El resultado es un novedoso proceso de tecnología limpia que elimina la contaminación para el petróleo y el gas, el agua y las aguas residuales, los vertederos y el biogás.

Gracias a Stratus Edge Computing , Streamline Innovations aportó inteligencia y operaciones remotas a complejos patines de proceso y permitió un funcionamiento continuo, superando las expectativas del cliente. Con su plataforma de inteligencia Valkyrie (VIP) que utiliza Stratus ztC Edge , la empresa supervisa las unidades de forma remota con un tiempo de funcionamiento del 99,5% y reduce los requisitos de personal in situ de 6 ETC a 2 ETC. Los datos se envían desde ztC Edge a Microsoft Azure para obtener una visión centralizada de los equipos a la que se puede acceder de forma remota desde los centros de control y los camiones de los operadores. Con Induction Automation HMI/SCADA, una base de datos PostgreSQL y Python Linux que se ejecutan simultáneamente en ztC Edge, el equipo tiene un control de procesos de precisión con inteligencia "escalonada" para supervisar y analizar el rendimiento minuto a minuto y hora a hora con un análisis centralizado día a día y semana a semana.

Despliegue de tecnología limpia propia en la producción remota de petróleo y gas

El proceso de eliminación de azufre Valkyrie de Streamline Innovations es especialmente eficaz en el sector del petróleo y el gas, donde el H2S abunda en el proceso de producción. La empresa despliega su proceso patentado en patines en sitios remotos que a menudo no tienen acceso diurno para el personal, lo que introduce varios desafíos únicos.

El proceso Valkyrie consta de dos reacciones químicas que deben controlarse en una banda exquisitamente estrecha. A lo largo de las operaciones, el proceso debe adaptarse a los cambios minuto a minuto y día a día de los caudales de gas y la concentración de H2S. Además, el equipo debe controlar, supervisar y mantener estrechamente las bombas, los filtros, las líneas y las válvulas -equipo industrial habitual- que manipulan el material multifásico. El complejo proceso de Streamline Innovation requería, por tanto, un control preciso tanto del proceso químico como de la minicentral.

Dadas las ubicaciones remotas, el equipo debe trabajar con una conectividad de datos muy baja y la supervisión requiere expertos formados in situ las 24 horas del día. Streamline Innovation trató de hacer frente a estos retos para hacer más con menos aportando inteligencia a sus procesos petrolíferos y satisfacer los presupuestos de automatización de los clientes.

"Utilizando Stratus, hemos construido plantas inteligentes gestionadas a distancia por la Inteligencia Artificial y visibles desde cualquier lugar las 24 horas del día".
Peter Photos
CTO
Streamline Innovations

Stratus Edge Computing abre la puerta a los equipos petrolíferos inteligentes

Streamline Innovations seleccionó la plataforma Stratus ztC Edge computing para maximizar la fiabilidad del proceso y aportar nueva capacidad e inteligencia remotas a su proceso Valkyrie.

El Dr. Peter Photos, Director de Tecnología de Streamline Innovations, explicó: "Pasamos mucho tiempo probando muchos dispositivos diferentes de edge computing y encontrando la tecnología adecuada. En primer lugar, nos atrajo el potencial de ztC Edge porque ofrecía un procesamiento verdaderamente redundante. Dos unidades de ztC Edge funcionan como un par redundante, lo que significa que si una unidad falla por cualquier motivo, la otra puede continuar sin interrumpir el servicio. La eliminación del tiempo de inactividad no tiene parangón en el entorno de Edge Computing .

"Otra gran ventaja se hizo evidente cuando exploramos la capacidad de virtualización de ztC Edges para resolver los requisitos específicos de nuestro cliente. Estamos ejecutando tres máquinas virtuales. Nuestra primera máquina virtual es Inductive Automation Ignition, que ejecuta nuestro servidor OPC y la adquisición de datos. La segunda máquina virtual es una base de datos PostgresSQL, y nuestra tercera máquina virtual es una Python Linux Box, que ejecuta scripts de Python. Con la amplia potencia de cálculo disponible en ztC Edge, podemos conseguir un ordenador potente y agradable que es capaz de realizar todos los cálculos que queremos".

Peter continuó: "Tenemos el Valkyrie conectado a un PLC, que realiza cálculos minuto a minuto. Tenemos el Stratus ztC Edge que realiza cálculos en tiempo real, ejecuta Python, recoge datos históricos, ejecuta Ignition y se comunica a través de la Wi-Fi. Los datos se envían a una base de datos de Azure en cloud , donde realizamos cálculos diarios, semanales y mensuales. Se integra con Seeq, un software de inteligencia artificial que calcula nuestros sofisticados modelos.

"La plataforma de inteligencia Valkyrie es ahora una caja independiente que puede integrarse en una unidad existente y aplicarse a cualquier proceso. Está impulsada por Stratus, con Seeq funcionando en segundo plano haciendo inteligencia artificial y cálculos complejos como el mantenimiento predictivo".

Arquitectura para la recogida de datos y la inteligencia por niveles

La Plataforma Inteligente Valkyrie proporciona inteligencia en varios niveles. El controlador lógico programable (PLC) se encuentra en el primer nivel, ztC Edge se ejecuta en la siguiente capa, y el cloud es el nivel superior. Cada uno tiene una función específica que aprovecha al máximo sus puntos fuertes inherentes, por ejemplo, aprovechar el gran ancho de banda entre el PLC y la ztC Edge para gestionar grandes volúmenes de datos en tiempo real. Cuando el ancho de banda disminuye entre el entorno del borde y el de cloud , se transmiten menos datos, lo que permite a la enorme potencia de procesamiento de cloud realizar cálculos mucho más pesados. Esto permite a Streamline Innovations ejecutar el aprendizaje automático, que retroalimenta la información a la gestión operativa, permitiendo el mantenimiento predictivo y preventivo a nivel de sitio.

Con las máquinas virtuales y la potencia de ztC Edge, Streamline Innovation puede seguir iterando e incorporando nueva inteligencia. El Dr. Photos añadió: "Tenemos JavaScript, tenemos scripts de Python. Tenemos un módem, vamos al Servicio Meteorológico Nacional. Obtenemos el pronóstico del tiempo para las próximas seis horas y determinamos la temperatura de nuestra calefacción basándonos en ello. Somos capaces de apagar nuestras unidades durante las alertas de tornado".

Despliegue de clientes a distancia en la cuenca del Pérmico

Streamline Innovations desplegó múltiples unidades Valkyrie para un proyecto de un cliente Super Valkyrie en Pecos, Texas, para tratar 16 millones de pies cúbicos de gas. El proyecto consta de tres plantas de aminificación y tres patines Valkyrie remotos repartidos a lo largo de ocho millas. El cliente requería un tiempo de funcionamiento mínimo del 95% y un presupuesto establecido.

Gracias a su plataforma inteligente, Streamline Innovations conectó sus unidades a una red de área amplia (WAN) de TropOS para permitir la visibilidad de la sala de control a distancia y la conexión mediante dispositivos móviles.

Mientras que una solución de este tipo requeriría normalmente seis operarios a tiempo completo y una amplia capacidad de mantenimiento de guardia para funcionar las 24 horas del día, el objetivo es que funcione con dos personas a tiempo completo y un mínimo de personal de mantenimiento externo.

Desde su sede de San Antonio, los equipos supervisan 50 indicadores clave de rendimiento (KPI) de las unidades remotas. El software Inductive Automation Ignition que se ejecuta en la sala de control dirige el mantenimiento y las llamadas, haciendo que los diagnósticos y las reparaciones sean más eficientes. Con las capacidades adicionales de aprendizaje automático y mantenimiento predictivo, el mantenimiento es menos frecuente.

El Dr. Photos explica: "Lo que el operador ve en la sala de control, en los patines y en la sede de San Antonio es lo mismo. Nuestro sistema de control supervisa toda la unidad, y eso nos da un gran valor".

"Con este enfoque, no hay ninguna barrera para construir equipos inteligentes que abarquen toda la ruta del petróleo y el gas, desde la boca del pozo hasta las ventas. Edge es el futuro de las TI y las OT".
Peter Photos
CTO
Streamline Innovations

Nuevas oportunidades para la inteligencia de los yacimientos petrolíferos

El proyecto Super Valkyrie, que utiliza ztC Edge , permitió que las plantas y unidades de aminas inteligentes funcionaran con un 99,5% de tiempo de actividad, superando cómodamente el mínimo del 95% estipulado por el cliente, con total visibilidad, funcionalidad y análisis desde la sala de control central a horas de distancia. Las necesidades de personal se redujeron en un 66% y contribuyeron a cumplir el presupuesto de automatización del cliente.

"Después de haber visto lo que la plataforma Stratus Edge Computing es capaz de hacer en una solución compleja como el Valkyrie, está claro que la tecnología de vanguardia tiene mucho que ofrecer a la industria del petróleo y el gas: cabezales de pozo inteligentes, unidades de glicol inteligentes, patines JT (Joule Thomson) inteligentes y mucho más.

"Hemos hecho de la Plataforma Inteligente Valkyrie un paquete llave en mano, lo que la hace tan sencilla. Y con la capacidad de supervisión remota, todo se vuelve modular. Estamos tomando la tecnología de Stratus que está disponible en el estante y poniéndola en cajas, y convirtiendo un proyecto de tecnología operativa en un servicio."

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