Caso di studio
Streamline Innovations
Edge Computing nell' Oil & Gas
Come Streamline Innovations usa l'Edge Computing di Stratus per assicurare la manutenzione predittiva alimentata dall'intelligenza artificiale, il controllo a distanza e il 99,5% di uptime alle attrezzature del settore petrolifero situate in siti remoti.
Sfide
- Identificare una piattaforma di Edge Computing per implementare le capacità OT e IT per il monitoraggio e il controllo preciso del processo di rimozione H2S proprietario
- Operare con una connettività dati limitata in luoghi remoti nell settore Oil & Gas
- Rispettare gli SLA dei clienti con un minimo del 95% di uptime e soddisfare i budget di automazione dei clienti
Soluzione
- Distribuzione di Stratus ztC Edge™ per sviluppare, ospitare e proteggere Valkyrie Intelligent Platform™ (VIP)
- Virtualizzazione integrata di Stratus per eseguire Inductive Automation, il database PostgreSQL, Python™ e il software a livelli Seeq AI
- Collegamento di ztC Edge alla WAN per analisi dei dati in cloud, visibilità remota e funzionalità complete
Vantaggi
- Ha permesso l'analisi dei dati in tempo reale, l'HMI, la visibilità e il monitoraggio di 50 KPI da una sala di controllo a cinque ore di distanza
- Riduzione del 66% del personale necessario in loco, risparmiando tempo e costi, utilizzando la manutenzione predittiva basata sull'AI
- Raggiunto il 99,5% di uptime in posizione remota, superando lo SLA del cliente del 95%, e soddisfatto il punto di costo del cliente
Attezzature per giacimenti petroliferi più intelligenti con l'Edge
Streamline Innovations, con sede a San Antonio, Texas, sviluppa e gestisce un processo proprietario di trattamento del gas di idrogeno solforato (H2S) chiamato Valkyrie™ che riduce l'H2S tossico allo zolfo elementare usato nei fertilizzanti. Il risultato è un nuovo processo tecnologico pulito che elimina l'inquinamento per petrolio e gas, acqua e acque reflue, discariche e biogas.
Utilizzando l'Edge Computing di Stratus, Streamline Innovations ha portato l'intelligenza e le operazioni a distanza a complessi skid di processo e ha permesso un funzionamento continuo, superando le aspettative del cliente. Con la sua Valkyrie Intelligence Platform (VIP) che utilizza Stratus ztC Edge l'azienda monitora le unità in remoto con il 99,5% di uptime e ha ridotto i requisiti di personale in loco da 6 FTE a 2 FTE. I dati vengono inviati da ztC Edge a Microsoft Azure per una visione centralizzata delle apparecchiature che sono accessibili in remoto dai centri di controllo e dai camion degli operatori. Con Induction Automation HMI/SCADA, un database PostgreSQL e Python Linux in esecuzione simultanea su ztC Edge il team ha un controllo di processo di precisione con intelligenza "a livelli" per monitorare e analizzare le prestazioni minuto per minuto e ora per ora con analisi centralizzate giorno per giorno e settimana per settimana.
Implementazione di tecnologie pulite proprietarie nella produzione remota di petrolio e gas
Il processo di rimozione dello zolfo Valkyrie di Streamline Innovations è particolarmente efficace nell'upstream Oil & Gas, dove l'H2S è abbondante nel processo di produzione. L'azienda distribuisce il suo processo proprietario su skid in siti remoti che spesso non hanno accesso diurno per il personale, introducendo diverse sfide uniche.
Il processo Valkyrie consiste in due reazioni chimiche che devono essere controllate in una banda squisitamente stretta. Durante le operazioni, il processo deve adattarsi ai cambiamenti minuto per minuto e giorno per giorno delle portate di gas e della concentrazione di H2S. Inoltre, il team deve controllare da vicino, monitorare e mantenere pompe, filtri, linee e valvole - solite attrezzature industriali - che gestiscono materiale multifase. Il complesso processo di Streamline Innovations richiede quindi un controllo preciso sia del processo chimico che del mini impianto.
Date le località remote, il team deve lavorare con una connettività dati molto bassa e il monitoraggio richiede esperti addestrati in loco 24 ore su 24. Streamline Innovation ha cercato di affrontare queste sfide per fare di più con meno, portando l'intelligenza al loro processo petrolifero e soddisfare i budget di automazione dei clienti.
"Utilizzando Stratus, abbiamo costruito impianti intelligenti che sono gestiti a distanza dall'intelligenza artificiale e visibili da qualsiasi posizione 24/7."
Peter Photos
CTO
Streamline Innovations
L'Edge Computing di Stratus abilita le attrezzature intelligenti per il settore petrolifero
Streamline Innovations ha selezionato la piattaforma ztC Edge di Stratus per massimizzare l'affidabilità del processo e portare nuove capacità remote e intelligenza al suo processo Valkyrie.
Il Dr. Peter Photos, Chief Technology Officer di Streamline Innovations ha spiegato: "Abbiamo trascorso una quantità enorme di tempo a testare diversi dispositivi di edge computing e a trovare la giusta tecnologia. All'inizio siamo stati attratti dal potenziale di ztC Edge perché offriva un'elaborazione veramente ridondante. Dueunità ztC Edge operano come una coppia ridondante, questo significa che se un'unità si guasta per qualsiasi motivo, l'altra può continuare senza un'interruzione del servizio. L'eliminazione dei tempi morti non ha eguali negli ambienti edge.
"Un altro enorme vantaggio è diventato ovvio quando abbiamo esplorato la capacità di virtualizzazione di ztC Edge per risolvere i requisiti specifici del nostro cliente. Stiamo eseguendo tre macchine virtuali. La nostra prima macchina virtuale è Inductive Automation Ignition che esegue il nostro OPC Server e l'acquisizione dei dati. La seconda macchina virtuale è un database PostgresSQL, e poi la nostra terza macchina virtuale è una Python Linux Box, che esegue script Python. Con l'ampia potenza di calcolo disponibile di ztC Edge siamo in grado di ottenere un computer bello e potente che è in grado di fare tutti i calcoli che vogliamo".
Peter ha continuato: "Quindi abbiamo Valkyrie collegato a un PLC, che esegue calcoli minuto per minuto. Abbiamo ztC Edge di Stratus che esegue calcoli in tempo reale, esegue Python, raccoglie dati storici, esegue Ignition e comunica tramite il Wi-Fi. I dati vengono inviati a un database Azure su cloud dove facciamo i calcoli giorno per giorno, settimana per settimana e mese per mese. È integrato con Seeq, un software di intelligenza artificiale che calcola la nostra sofisticata modellazione.
"La Valkyrie Intelligence Platform è ora una scatola autonoma che può essere integrata in un'unità esistente e applicata a qualsiasi processo. È alimentata da Stratus, con Seeq che gira in background facendo intelligenza artificiale e calcoli complessi come la manutenzione predittiva".
Architettura per la raccolta dei dati e l'intelligence a più livelli
La piattaforma intelligente Valkyrie fornisce intelligenza su più livelli. Il controllore logico programmabile (PLC) è sul primo livello, ztC Edge gira sul livello successivo, e il cloud è il livello più alto. Ognuno ha un ruolo specifico che sfrutta al massimo i suoi punti di forza intrinseci, per esempio, sfruttando la forte larghezza di banda tra il PLC e il ztC Edge per gestire grandi volumi di dati in tempo reale. Dove la larghezza di banda è minore tra gli ambienti edge e cloud , vengono trasmessi meno dati, permettendo all'enorme potenza di elaborazione del cloud di fare calcoli molto più pesanti. Questo permette a Streamline Innovations di eseguire l'apprendimento automatico, che alimenta le informazioni alla gestione operativa, consentendo la manutenzione predittiva e preventiva a livello del sito.
Con ztC Edge le macchine virtuali e la potenza di Streamline Innovation sono in grado di continuare a iterare e incorporare nuova intelligenza. Il dottor Photos ha aggiunto: "Abbiamo JavaScript, abbiamo script Python. Abbiamo un modem, e ci colleghiamo al National Weather Service. Importiamo i dati delle previsioni per le prossime sei ore, e determiniamo la nostra temperatura di riscaldamento sulla base di questo. Siamo in grado di spegnere le nostre unità durante gli avvisi di tornado".
Distribuzione di clienti a distanza nel Bacino Permiano
Streamline Innovations ha impiegato più unità Valkyrie per un progetto del cliente Super Valkyrie a Pecos, in Texas, per trattare 16 milioni di piedi cubici di gas. Il progetto comprende tre impianti Amining e tre skid Valkyrie remoti distribuiti su otto miglia. Il cliente ha richiesto un minimo del 95% di uptime e un budget prestabilito.
Utilizzando la sua piattaforma intelligente, Streamline Innovations ha collegato le sue unità a una rete ad ampio raggio (WAN) TropOS per consentire la visibilità della sala di controllo remoto e la connessione tramite dispositivi mobili.
Mentre una tale soluzione normalmente richiederebbe sei operatori a tempo pieno e un'ampia capacità di manutenzione su chiamata per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, l'obiettivo è di farla funzionare con due persone a tempo pieno e un minimo di personale di manutenzione fuori sede.
Dalla sede centrale di San Antonio, i team monitorano 50 indicatori di prestazioni chiave (KPI) dalle unità remote. Il software Inductive Automation Ignition in esecuzione nella sala di controllo dirige la manutenzione e le chiamate, rendendo la diagnostica e le riparazioni più efficienti. Con l'apprendimento automatico aggiuntivo e le capacità di manutenzione predittiva, la manutenzione è meno frequente.
Il dottor Photos spiega: "L'operatore vede la stessa cosa nella sala di controllo, negli skid e nella sede di San Antonio. Il nostro sistema di controllo supervisiona l'intera unità, e questo ci dà un valore enorme".
"Con questo approccio, non c'è alcuna barriera alla costruzione di apparecchiature intelligenti per coprire l'intero percorso del petrolio e del gas, dalla testa del pozzo alla vendita. L'Edge è il futuro dell'IT e dell'OT".
Peter Photos
CTO
Streamline Innovations
Nuove opportunità per l'intelligenza del campo petrolifero
Il progetto Super Valkyrie utilizzando ztC Edge ha permesso agli impianti e alle unità intelligenti di Amine di funzionare al 99,5% di uptime - superando comodamente il 95% minimo stabilito dal cliente con piena visibilità, funzionalità e analisi dalla sala di controllo centrale a ore di distanza. I requisiti di personale sono stati ridotti del 66% e hanno contribuito a rispettare il budget di automazione del cliente.
"Avendo visto ciò che la piattaforma di Edge Computing di Stratus è in grado di fare in una soluzione complessa come la Valkyrie, è chiaro che la tecnologia edge ha molto da offrire all'industria del petrolio e del gas - teste di pozzo intelligenti, unità di glicole intelligenti, skid JT (Joule Thomson) intelligenti e altro.
"Abbiamo reso Valkyrie Intelligent Platform un pacchetto chiavi in mano, il che lo rende così semplice. E con la capacità di monitoraggio remoto, tutto diventa modulare. Stiamo prendendo la tecnologia Stratus che è disponibile off the shelf e mettendola in scatole, e trasformando un progetto di tecnologia operativa in un servizio".
