Caso di studio

Innovazioni Streamline

Edge Computing in Oil & Gas

Come Streamline Innovations usa Stratus Edge Computing per portare la manutenzione predittiva alimentata dall'AI, il funzionamento a distanza e il 99,5% di tempo di attività alle attrezzature remote del settore petrolifero.

Sfide

  • Identificare una piattaforma 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 di Oil & Gas
  • Rispettare gli SLA dei clienti con un minimo del 95% di uptime e soddisfare i budget di automazione dei clienti

Soluzione

  • Distribuire Stratus ztC Edge™ per sviluppare, ospitare e proteggere Valkyrie Intelligent Platform™ (VIP)
  • Sfrutta la virtualizzazione integrata di Stratus per eseguire Inductive Automation, il database PostgreSQL, Python™ e il software Seeq AI a strati
  • Collegare ztC Edge alla WAN per cloud analisi dei dati, 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

Da attrezzature per giacimenti petroliferi intelligenti con Edge Computing

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 Stratus Edge Computing , 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 è accessibile 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 Innovation 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

Stratus Edge Computing apre le porte alle attrezzature intelligenti per il settore petrolifero

Streamline Innovations ha selezionato la piattaforma Stratus ztC Edge computing per massimizzare l'affidabilità del processo e portare nuove capacità e intelligenza a distanza 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 un sacco di diversi dispositivi edge computing e a trovare la tecnologia giusta. All'inizio siamo stati attratti dal potenziale di ztC Edge perché offriva un'elaborazione veramente ridondante. Due unità di 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 nell'ambiente di Edge Computing .

"Un altro enorme vantaggio è diventato ovvio quando abbiamo esplorato la capacità di virtualizzazione di ztC Edges 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 su ztC Edge, siamo in grado di ottenere un computer bello grosso 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 Stratus ztC Edge che esegue calcoli in tempo reale, esegue Python, raccoglie dati storici, esegue Ignition e comunica via 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 meglio 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 scende 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 le macchine virtuali e la potenza di ztC Edge, Streamline Innovation è in grado di continuare a iterare e incorporare nuova intelligenza. Il dottor Photos ha aggiunto: "Abbiamo JavaScript, abbiamo script Python. Abbiamo un modem, andiamo al National Weather Service. Prendiamo le previsioni per le prossime sei ore di tempo, e determiniamo la temperatura del nostro 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: "Quello che l'operatore vede nella sala di controllo, negli skid e nella sede di San Antonio sono tutti uguali. 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. 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 di Amine intelligenti 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 di cosa è capace la piattaforma Stratus Edge Computing 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 ancora.

"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".

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