「標準的な自動化とは標準的な設備を意味するものではないため、システムは導入が容易で柔軟性のあるものでなければなりません。」オクシデンタル社のアラン・ブライアント氏は、同社がパーミアン盆地の自動化プラットフォームを、工場で組み立てられたロックウェル・オートメーション社のキャビネット数台に標準化しようとしている取り組みについて語った。
「標準的な自動化とは標準的な設備を意味するものではないため、システムは導入が容易で柔軟性のあるものでなければなりません。」オクシデンタル社のアラン・ブライアント氏は、同社がパーミアン盆地の自動化プラットフォームを、工場で組み立てられたロックウェル・オートメーション社のキャビネット数台に標準化しようとしている取り組みについて語った。
制御システムが異なり、かつ老朽化した旧式機器がますます増えていく状況は、標準化の理想的な出発点とは言えないかもしれないが、標準化を強く望むようになるのは間違いない。2000年、オクシデンタル・ペトロリアムは、シェル、アモコなどから既存の油井と既存のシステムを買収し、パーミアン盆地での事業を拡大した。
「おそらくこれまで製造されたあらゆる種類の機器を一つずつ所有しており、さまざまなSCADAシステムも多数導入していました」と、オクシデンタルのシニアオートメーションエンジニアリングアドバイザーであるアラン・ブライアント氏は語った。ブライアント氏は、同僚で産業制御システムアドバイザーのマウリシオ・カスティージョ氏とともに、今週シカゴで開催されたオートメーションフェア2019の石油・ガスフォーラムでプレゼンテーションを行った。
オクシデンタル社は上流事業を営んでいる。「私たちは地中から石油を汲み上げ、石油、水、ガスを分離して販売しています」とブライアント氏は語った。同社のパーミアン盆地は、テキサス州西部とニューメキシコ州にまたがる7万5000平方マイルの広さだ。「私たちが話している油田は90平方マイルで、SCADAでカバーするには広大なエリアであり、何千もの井戸があります」と彼は述べた。
ブライアントは2003年に同社に入社し、最初の仕事はそれらの油井を連携させるためのオープンな自動化SCADAシステムを開発することだった。2005年、彼のグループは承認済みベンダーリストを標準化したが、「旧式のハードウェアを使用していたため、旧式の人材も抱えており、PLCベンダーは3社に絞り込むのがやっとだった」と彼は語った。それでも、上位レベルではハードウェア、プロトコル、プログラミングの標準化に成功した。
「2011年に、ControlLogix 5000がすべての機能を1つのプラットフォームでサポートできるという理由で、ロックウェル・オートメーションを採用することにしました。これにより、下位レベルのプログラミングを標準化することができました」とブライアント氏は語った。「当時、自動化機能を統合し、45人の技術者を1人のマネージャーの下に配置したことも幸いしました。そのマネージャーは、サポートするシステムを1つに絞りたかったのです。」
その頃、同社は自動化部門を2つのグループに再編成した。1つは既存の石油掘削装置（EOR）をサポートするグループ、もう1つは探査、掘削、およびBUと呼ばれる特殊な用途を担当するグループである。ブライアントはEORに所属し、カスティージョはBUに所属している。「EORには、予防的な交換のための少額の年間予算があったが、ほとんどは故障時の交換だった」とブライアントは語った。「アップグレードやスキッド上の新しい井戸に迅速に展開できる標準パネルを作成した。」
「当社には、標準的なCPUボックス、電源ボックス、および油井、分離器、試験装置用のリモートI/Oボックスがあります。本日、ロックウェル・オートメーション社から工場で組み立てられた完成品のパネルが送られてきました。標準的なCPUに標準的なプログラムを展開すれば、すぐに稼働できます。」
2017年、BUグループは、新規かつ特殊な用途に対応するための標準的なアプローチを開発したいと考えていました。「当社では、フローラインや設備を備えた掘削や新規油井の掘削も数多く手掛けており、それらには独自の要件があります」とカスティージョ氏は述べています。「この業界では時間は金なりです。1、2日の遅延は、現場システムの小さな部品の故障よりもはるかに大きな損失につながります。標準的な自動化は標準的な設備を意味するものではないため、システムは容易に導入でき、柔軟性も必要です。」
同グループは特定のパネルのカスタマイズに時間をかけすぎていた。リードタイムの短縮と、後々の迅速な変更に対応できる能力が必要だった。「私たちは初期費用の低さだけでなく、総所有コスト（TCO）も重視しています」とカスティージョ氏は語った。「メンテナンス能力、そして後々の機器、アップグレード、I/Oの追加能力が必要です。さらに、信頼できるサプライチェーンも必要です。」
一般的な油井設備には、油井、分離器、加熱処理装置、油タンク、水タンク、水移送ステーション、ガススクラバー、フレア、ガスおよび油の計量装置、そして関連するポンプ、バルブ、計装機器が含まれます。
ボストン大学の標準化されたアプローチでは、自動化要件を機器（PLCまたはリモートI/O）、筐体サイズ（超小型、小型、中型）、タイプ（CPUとモジュール構成）、基本/拡張（モジュール数量）、バージョン、および在庫名（説明）で特定します。その結果、要件にマッチさせることができる7種類の機器タイプが得られます。「必要なものを組み合わせることができます」とカスティージョ氏は述べています。「基本バージョンを使用することも、拡張の余地を残したり、カスタマイズしたり、機器を追加したりすることもできます。」
また、ワイヤーハーネスも11種類に標準化した。「ポイントツーポイント配線では数時間かかるのに対し、ワイヤーハーネスなら数分で済み、品質管理と保守性も向上する」とカスティージョ氏は述べ、「配線に問題が発生した場合でも、ケーブルを交換するだけで済む」と付け加えた。
一度列車の設計を終えれば、2番目の列車が運行される際には、システムを複製するだけで済む。「カスタムパネルを製作する代わりに、標準的な既製ボックスを在庫として用意できる」とカスティージョ氏は語る。「そして、新しいバージョンやプロセッサが登場するにつれて、それらに移行していくことができるので、古いものが使えなくなったときには、すでに何に交換すればよいかが分かっている」。
彼らは、より優れたドキュメントと合理化された調達プロセスによって設計を最適化した。「ベンダーに電話して、今後6ヶ月間で20台欲しいと伝えればいいんです」とカスティージョ氏は語った。「建設現場にすぐに配備できる機器も手元にあるので、作業員は接続作業やあらゆるテストを迅速に行うことができます。」
どこでも同じ機器を使用することで、従業員のトレーニングが容易になります。また、現場で端子台などの部品に問題が見つかった場合でも、仕様を変更して在庫を修正することができます。
「標準化は石油・ガス業界に限らず、あらゆる業界で有効だ」とカスティージョ氏は述べた。「しかし、物事を行う方法が13通りあるのに標準化しようと決めた場合、最終的に14もの基準ができてしまうようなことにならないように注意すべきだ。」
Automation Fair 2019の最新情報をお届けします。Control誌の編集部がAutomation Fair 2019の現地に赴き、最新ニュース、イノベーション、そしてイベントに関する洞察をお届けします。イベント終了後には、主要ニュースをまとめたレポートを刊行予定です。今すぐご予約ください。
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投稿日時：2019年11月26日