„Wir brauchen Systeme, die einfach zu implementieren und flexibel sind, denn Standardautomatisierung bedeutet nicht automatisch Standardanlagen.“ Alan Bryant von Occidental sprach über das Bestreben des Unternehmens, seine Automatisierungsplattformen im Permian Basin auf Basis einiger weniger, werkseitig montierter Rockwell Automation-Schaltschränke zu standardisieren.
„Wir brauchen Systeme, die einfach zu implementieren und flexibel sind, denn Standardautomatisierung bedeutet nicht automatisch Standardanlagen.“ Alan Bryant von Occidental sprach über das Bestreben des Unternehmens, seine Automatisierungsplattformen im Permian Basin auf Basis einiger weniger, werkseitig montierter Rockwell Automation-Schaltschränke zu standardisieren.
Eine stetig wachsende Menge an Altanlagen mit uneinheitlichen und veralteten Steuerungssystemen mag zwar nicht der ideale Ausgangspunkt für eine Standardisierung sein, aber sie weckt definitiv den Wunsch danach. Im Jahr 2000 expandierte Occidental Petroleum im Permian Basin durch die Übernahme bestehender Bohrlöcher von Shell, Amoco und anderen Unternehmen, einschließlich deren bestehender Systeme.
„Wir hatten wahrscheinlich von allem, was jemals hergestellt wurde, ein Exemplar und eine Menge verschiedener SCADA-Systeme“, sagte Alan Bryant, leitender Berater für Automatisierungstechnik bei Occidental, der diese Woche zusammen mit seinem Kollegen Mauricio Castillo, Berater für industrielle Steuerungssysteme, auf dem Öl- und Gasforum der Automation Fair 2019 in Chicago einen Vortrag hielt.
Occidental ist im Upstream-Geschäft tätig. „Wir fördern das Erdöl, trennen Öl, Wasser und Gas und verkaufen es“, erklärte Bryant. Das Perm-Becken erstreckt sich über 75.000 Quadratmeilen im Westen von Texas und New Mexico. „Das Feld, von dem wir sprechen, umfasst 90 Quadratmeilen – ein riesiges Gebiet, das mit SCADA überwacht werden muss, mit Tausenden von Bohrungen“, sagte er.
Bryant trat dem Unternehmen 2003 bei und entwickelte zunächst ein offenes SCADA-Automatisierungssystem zur Vernetzung der einzelnen Bohrungen. 2005 legte sein Team eine Liste zugelassener Lieferanten fest. „Da wir aber veraltete Hardware verwendeten, hatten wir auch veraltetes Personal, und wir konnten die Auswahl auf nur drei SPS-Anbieter beschränken“, erklärte er. Dennoch standardisierten sie Hardware, Protokolle und Programmierung auf den höheren Ebenen.
„2011 entschieden wir uns für Rockwell Automation, da ControlLogix 5000 alles auf einer einzigen Plattform abdecken konnte. Das ermöglichte uns, die Programmierung auf den unteren Ebenen zu standardisieren“, sagte Bryant. „Es war hilfreich, dass wir zu diesem Zeitpunkt die Automatisierungsabteilung zusammenlegten und 45 Techniker unter einem Leiter zusammenführten. Dieser Leiter wünschte sich ein einheitliches System.“
Etwa zu dieser Zeit reorganisierte das Unternehmen die Automatisierungsabteilung in zwei Gruppen: eine für die Unterstützung bestehender Ölbohranlagen (EOR) und eine weitere für Exploration, Bohrung und spezielle Anwendungen, genannt BU. Bryant wurde Teil der EOR-Gruppe, Castillo arbeitet für BU. „EOR verfügte über ein kleines Jahresbudget für präventive Reparaturen, hauptsächlich aber für den Austausch bei Ausfällen“, erklärte Bryant. „Wir ließen Standardpaneele anfertigen, die wir schnell für Modernisierungen und an neuen Bohrlöchern auf Skid-Systemen einsetzen konnten.“
„Wir haben ein Standard-CPU-Gehäuse, ein Netzteilgehäuse und Remote-I/O-Gehäuse für Bohrungen, Separatoren und Tests. Heute liefert uns Rockwell Automation komplette, werkseitig gefertigte Schaltschränke. Wir können Standardprogramme auf Standard-CPUs aufspielen und sind sofort einsatzbereit.“
2017 wollte die BU-Gruppe einen Standardansatz für neue und ungewöhnliche Anwendungen entwickeln. „Wir führen auch viele Bohrungen und neue Brunnen mit Förderleitungen und Anlagen durch, die ihre eigenen Anforderungen stellen“, sagte Castillo. „In diesem Geschäft ist Zeit Geld – ein oder zwei Tage Verzögerung kosten viel mehr als kleine Teile von Feldsystemen. Wir brauchen Systeme, die einfach zu implementieren und flexibel sind, denn Standardautomatisierung bedeutet nicht automatisch Standardanlagen.“
Die Gruppe nahm zu viele individuelle Anpassungen an den einzelnen Panels vor. Sie benötigte kürzere Lieferzeiten und die Möglichkeit, kurzfristige Änderungen schnell umzusetzen. „Uns geht es nicht nur um niedrige Anschaffungskosten, sondern auch um die Gesamtbetriebskosten (TCO)“, sagte Castillo. „Wir brauchen die Möglichkeit, die Systeme zu warten und später mit neuer Ausrüstung, Upgrades und I/O-Schnittstellen zu erweitern. Und wir benötigen eine zuverlässige Lieferkette.“
Eine typische Bohrlochanlage besteht aus den Bohrlöchern sowie Separatoren, einer Heiz- und Behandlungsanlage, Öltanks, Wassertanks, einer Wasserumschlagstation, einem Gaswäscher, einer Fackel und Gas- und Ölmessgeräten sowie den dazugehörigen Pumpen, Ventilen und Instrumenten.
Der standardisierte Ansatz von BU identifiziert Automatisierungsanforderungen anhand der Geräte (SPS oder Remote-I/O), der Gehäusegröße (minimal, klein oder mittel), des Typs (CPU- und Modulkonfiguration), der Basis-/Erweiterungskonfiguration (Modulanzahl), der Version und der Artikelbezeichnung (Beschreibung). Daraus ergeben sich sieben Gerätetypen, die den Anforderungen zugeordnet werden können. „Sie können diese kombinieren, um das zu erhalten, was Sie benötigen“, sagte Castillo. „Sie können sich für eine Basisversion entscheiden oder Raum für Erweiterungen, Anpassungen oder zusätzliche Geräte einplanen.“
Sie einigten sich außerdem auf elf verschiedene Kabelbaumversionen. „Das Verkabeln dauert nur Minuten, im Gegensatz zu Stunden bei Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Zudem bietet es eine bessere Qualitätskontrolle und Wartungsfreundlichkeit“, sagte Castillo. „Und falls es ein Problem mit der Verkabelung gibt, kann man einfach das Kabel austauschen.“
Sobald ein Zugsystem entwickelt ist, kann bei Bedarf ein zweites System einfach dupliziert werden. „Wir können standardisierte, vorgefertigte Gehäuse auf Lager haben, anstatt individuelle Schaltschränke herzustellen“, sagte Castillo. „Und mit der Zeit, wenn neue Versionen und Prozessoren auf den Markt kommen, können wir darauf umsteigen. Wenn ein altes System veraltet ist, wissen wir also bereits, womit wir es ersetzen können.“
Sie haben die Konstruktionen optimiert, die Dokumentation verbessert und die Beschaffung vereinfacht. „Ich kann den Lieferanten anrufen und sagen: ‚Ich brauche 20 Stück in den nächsten sechs Monaten‘“, sagte Castillo. „Wir haben die Ausrüstung vorrätig, um sie direkt auf der Baustelle einzusetzen, sodass die Teams schnell die Anschlüsse herstellen und alles testen können.“
Die Verwendung einheitlicher Ausrüstung überall erleichtert die Schulung der Mitarbeiter. Und wenn diese vor Ort ein Problem mit einer Komponente, beispielsweise einer Klemmenleiste, feststellen, können sie diese neu spezifizieren und den Lagerbestand korrigieren.
„Standardisierung kann in jeder Branche funktionieren, nicht nur in der Öl- und Gasindustrie“, sagte Castillo. „Aber wenn man 13 Möglichkeiten hat, etwas zu tun, und sich für eine Standardisierung entscheidet, sollte man nicht am Ende 14 Standards haben.“
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Veröffentlichungsdatum: 26. November 2019