Soluciones inalámbricas para todas las etapas de las aplicaciones

Transcripción

1 Gas y petróleo Soluciones inalámbricas para todas las etapas de las aplicaciones Visite el sitio web para saber más sobre las soluciones inalámbricas y cableadas de Eaton. Infraestructura inalámbrica de control para beneficios en productividad y seguridad en aplicaciones de gas y petróleo

2 Soluciones inalámbricas integrales para aplicaciones en gas y petróleo La incorporación de sistemas inala mbricos en la industria del gas y el petróleo esta impulsada por la necesidad de disminuir los costos en infraestructura, nuevas normas gubernamentales y por la demanda de mayor eficiencia operativa. La industria del gas y el petróleo es uno de los entornos más exigentes y tiene necesidades de comunicación únicas, por lo que constituyen un gran desafío. Durante más de 30 años, las empresas de gas y petróleo han confiado en las soluciones inalámbricas de Eaton para el monitoreo, el control y el establecimiento de redes en activos de producción y actividades operativas. Los productos y soluciones de Eaton se utilizan mundialmente para la exploración, la producción, en tuberías, refinerías, transporte y almacenamiento en el sector de hidrocarburos. Eaton lo ayuda a estar en el primer nivel y en control de sus operaciones con soluciones integrales para aplicaciones de los sectores upstream, es decir de exploración y producción, midstream, de transporte, y downstream, o refino, comercialización y distribución de gas y petróleo. Usted puede cubrir las demandas de aplicaciones robustas y de larga distancia con productos ELPRO que incluyen malla inalámbrica de largo alcance E/S, módems Ethernet y seriales de largo y ultra largo alcance, y módems celulares y conmutadores Ethernet aptos para el uso industrial. Nuestro sistema de gestión de redes permite administrar las complejidades de red y la interoperación de los diversos equipos inalámbricos y LAN desde un solo lugar. Las soluciones inalámbricas de Eaton dan respaldo a las petroleras más importantes del mundo, a EPC de todo el mundo y a los entes más importantes de las autoridades nacionales con soluciones inalámbricas confiables y seguras para aplicaciones que incluyen monitoreo y control en boca de pozo, monitoreo de ductos, detección de fugas, vigilancia ambiental, protección catódica y mediciones de caudal. En la actualidad, los propietarios de pozos, operadores de equipos de perforación, los productores de gas en napas superficiales y las empresas de exploración están utilizando tecnología inalámbrica para aumentar la productividad, reducir los costos y mejorar la seguridad. Para facilitar el diseño, la implementación y el mantenimiento, el grupo de Soluciones del Sistema Eaton está preparado para trabajar junto a usted para conectar diversos sistemas de automatización, la instrumentación y el control e integración de procesos. 2 EATON Gas y petróleo

3 Asegúrese de que sus operaciones de larga distancia sigan conectadas, incluso en los entornos más exigentes Las empresas de gas y petróleo confían en la tecnología de automatización y control de Eaton para monitorear y administrar diversas actividades operacionales, como la detección de fugas, protección catódica, medición de caudal, control en boca de pozo y vigilancia ambiental. Los propietarios de pozos, operadores de equipos de perforación, los productores de gas somero y las empresas de exploración están utilizando tecnología inalámbrica para aumentar la productividad, reducir los costos y mejorar la seguridad. Beneficios inalámbricos Largo alcance: Las frecuencias actuales permiten entre 20 y 50 km de línea de visión entre clientes Alta velocidad: Hasta 50 Mbps de ancho de banda Seguridad: Cifrado de seguridad de nivel militar Carcasa robusta: Resistente a la intemperie Confiable: Tecnología avanzada de malla autorreparable, que proporciona una alta disponibilidad Fácil implementación: Se despliega fácilmente y puede redistribuirse con mayor rapidez en comparación con una instalación cableada Rentable: Menores costos de instalación, más duración y más velocidad en el tiempo operativo EATON Gas y petróleo 3

4 Los sistemas inalámbricos son esenciales para el manejo de activos y operaciones relacionadas con gas y petróleo Redes inalámbricas: infraestructura, monitoreo y soluciones Los propietarios y operadores de campos petroleros y plataformas marinas están constantemente enfrentando desafíos en la mejora de la productividad de los activos y la eficacia operativa. Una infraestructura de red inalámbrica es el camino más seguro para proporcionar una mayor seguridad y productividad en aplicaciones con entornos ambientales exigentes. El monitoreo inalámbrico de flujo, presión, nivel, temperatura y posición de válvulas se utiliza para optimizar el funcionamiento de tuberías y almacenamiento, además de incrementar la seguridad y el cumplimiento normativo. Las soluciones inalámbricas pueden controlar eficazmente la corrosión de tuberías, un problema creciente en la infraestructura de tuberías envejecidas, lo que puede dar lugar a fugas, emisiones e incluso explosiones letales en las instalaciones de producción y refinerías. Con la conectividad inalámbrica, la extracción segura de adquisición de datos de dispositivos de monitoreo de boca de pozo puede ser transmitida a una sala de control central o a múltiples estaciones a la vez para un análisis fácil y rápido. Así, los operadores pueden responder con acciones que ayuden a reducir o eliminar el tiempo inactivo de un pozo. Usando la conectividad inalámbrica, la vigilancia con cámaras puede reenviar alertas e imágenes de video a las instalaciones de administración de sectores de la operación que no cuentan con personal; de esta forma, los operadores pueden responder rápidamente ante una falla de seguridad. Estas aplicaciones, entre otras, destacan cómo las soluciones inalámbricas pueden mejorar la productividad, fortalecer la seguridad y reducir el costo de activos y de operaciones. Upstream /producción y downstream/distribución Upstream Sistemas de control en boca de pozo de gas y petróleo Monitoreo de presión, caudal y válvulas en tuberías Monitoreo de protección catódica y detección de fugas Monitoreo de almacenamiento subterráneo de gas Monitoreo y control de estación de bombeo y compresores Downstream Medición/monitoreo de nivel de tanque de gas y petróleo Monitoreo de presión, caudal y válvulas en tuberías Gestión de seguridad mediante cámara de planta por IP y sistema anunciador Seguimiento y notificación de las emisiones de producción Verificación y monitoreo de transferencia de custodia de servicios de agua y de electricidad Monitoreo y reseña de temperatura de aparatos eléctricos Informe de cumplimiento normativo 4 EATON Gas y petróleo

5 Un sinfín de posibilidades sin cableado Monitoreo de vibración y rendimiento del motor Monitoreo de emisiones e informes de cumplimiento normativo Interconexión en puerta de enlace legados de PLC Equipo móvil de vigilancia por video y seguimiento de personal Notificaciones de implementación de lavado de ojos y ducha de seguridad Transferencia de datos via Ethernet larga distancia y en serie Monitoreo de nivel de patio de tanques y transferencia de custodia Monitoreo y control a distancia de dispositivos en campo (bombas, motores y válvulas) Comunicaciones celulares de banda cuádruple GSM/GPRS Monitoreo de detección de fugas de gas y protección catódica remota Sistema de gestión de red "Las tecnologi as de redes como la inala mbrica y Ethernet han pasado al frente de las soluciones de redes para la industria del gas y el petróleo pues minimizan el costo de vida útil y a la vez se mantienen flexibles para permitir cambios posteriores de diseño, puestas en servicio remotas y gestión remota de la red durante la operación". Harry Forbes, ARC Advisory Group EATON Gas y petróleo 5

6 Soluciones provistas Con tecnología inalámbrica logramos mayor productividad, costos reducidos y mayor seguridad. Magellan está utilizando radios ELPRO en cada oportunidad para reemplazar líneas contratadas y otras marcas de productos inalámbricos en sitios con IFD nuevos y existentes. Detección de interfaz de combustible Magellan Midstream Partners es la propietaria del sistema de tuberías más extenso para productos refinados derivados del petróleo en EE.UU. Transporta una variedad de productos como gasolina, diesel, combustible para aviones hacia las terminales, algunas de las cuales son de su propiedad. Generalmente, la tubería transportará una multiplicidad de productos. Por ejemplo, después de que haya ingresado gasolina en el sistema, puede que el próximo ingreso sea combustible diesel. La interfaz entre estos dos combustibles producirá un pequeño porcentaje de los productos mezclados entre sí, lo que se conoce como transmix. La terminal de almacenamiento debe saber por anticipado qué tipo de combustible ingresará, de manera de desviar el transmix a un tanque separado, y prevenir errores como el bombeo de diesel en tanques de almacenamiento de gasolina. Aproximadamente una hora antes de la llegada del producto a cada terminal, los densímetros (también llamados detectores de interfaz) alertan a los operadores de la terminal sobre la inminente llegada de un tipo distinto de combustible. Una señal de salida de 4-20mA de los medidores de densidad está conectada a un transceptor de radio inalámbrico ELPRO 905U-1 múltiples E/S. En la terminal se encuentra otro 905U-1 transmitiendo esa señal. Antes de adoptar la solución de ELPRO, la empresa Magellan utilizaba líneas telefónicas analógicas contratadas. Algunos sitios también utilizaban licencias de frecuencias radiales de 450 MHz, pero esto acarreaba cargos asociados, y eran por lo tanto, costosos a largo plazo. Los generadores de saltos de frecuencia de 900 MHz de ELPRO resolvieron los problemas generados por frecuencias de radio fijas y líneas contratadas. La solución proporciona una alternativa inalámbrica accesible al costoso sistema de cableado. Esta solución ha tenido tanto éxito que en cada oportunidad Magellan está utilizando radios ELPRO para reemplazar líneas contratadas y otras marcas y tipos de radios a sitios con IFD nuevos y existentes. Además de la detección de la interfaz, Magellan también utiliza los radios ELPRO en patios de tanques para el control de bombas de tanques y de medición de tanques. Alarma de nivel de tanque por radar Una refinería de petróleo equipó con puertos de enlace inalámbricos ELPRO los medidores de nivel de tanque por radar. Eligió ELPRO por la capacidad de los puertos de enlace para conectarse a una amplia gama de indicadores de nivel diferentes, cada uno con diferentes protocolos de bus de campo. Los puertos de enlace ELPRO también fueron conectados directamente a la alarma independiente de punto de alto nivel de tanques. El sistema inalámbrico de tanques formó parte de una instalación global, utilizando las eficientes comunicaciones inalámbricas WIBnet de pares de ELPRO. También formó parte del sistema de gestión de energía de la planta, y el sistema de monitoreo de alarmas OBL. 6 EATON Gas y petróleo

7 Monitoreo y control de tuberías Las probables causas de fallas en las tuberías son la corrosión y las fugas. El operador de una extensa tubería de petróleo trataba de prevenir fallas en la tubería y posibles litigios. Las fallas no detectadas en el sistema de protección pueden provocar corrosión y fugas costosas. Necesitaba una solución para dar monitoreo y capacidades de control en distancias extensas. Los transmisores inalámbricos individuales ELPRO de E/S se implementaron para monitorear el rendimiento de su sistema de protección catódica. Esa protección suprime activamente la corrosión de tuberías con la inyección de corrientes eléctricas. Los dispositivos ELPRO de baja potencia alimentados a bateri a entregan no sólo las comunicaciones inala mbricas, sino que también inyectan tensión eléctrica en los dispositivos catódicos. Las unidades inalámbricas ELPRO supervisan la corriente de inyección en los sitios de inyección activo; y también supervisan la tensión de tubería en puntos específicos entre los sitios de inyección. Cientos de estas mediciones se transmiten a un computador SCADA proporcionando una indicación del rendimiento del sistema y una alarma temprana de falla en el sistema. Las unidades ELPRO se alimentan de una pequeña pila alcalina compacta, apagándose entre mediciones para prolongar la vida de las baterías a más de 3 años. Muchas unidades repetidoras inalámbricas extienden el rango de cobertura inalámbrico a la totalidad de la tubería. Se utilizó la combinación de módulos E/S inalámbricos ELPRO de bajo consumo, módulos ELPRO de interfaz de protocolo de puerta de enlace, el sistema de protección catódica de tuberías y un sistema SCADA para supervisar la buena condición del oleoducto. El sistema de protección catódica suprimió activamente la corrosión de las tuberías inyectándoles corrientes eléctricas, mientras que el sistema SCADA proporcionó la adquisición de datos de control/supervisión de información de campo en la sala de control evitando así costos por corrosión, fugas y posibles litigios. Los dispositivos ELPRO de baja potencia alimentados a batería entregan no sólo las comunicaciones inalámbricas, sino que también inyectan tensión eléctrica en los dispositivos catódicos. Cientos de mediciones son capaces de ser transmitidas a un ordenador a través de los repetidores inalámbricos de puerta de enlace SCADA y al propio sistema. El sistema inalámbrico de Cooper Bussmann proporcionó el monitoreo/control de amplio alcance necesario, y puede evitar fallas causadas por la costosa corrosión de tuberías y fugas. EATON Gas y petróleo 7

8 Soluciones probadas de monitoreo de boca de pozo Solución probada Los beneficios en costos de sistemas inala mbricos y la confiabilidad de las redes cableadas Monitoreo de boca de pozo de petróleo variable Problema La empresa petrolera estatal mexicana PEMEX necesitaba una solución confiable y segura para conectar a su sistema de control numerosos dispositivos de campo WirelessHART, desde sitios remotos en bocas de pozo de petróleo. El control de la temperatura y variables de la presión en diversos campos de extracción de petróleo a través de largas distancias superó con creces las capacidades de las redes WirelessHART. El terreno de los campos de extracción de petróleo de PEMEX es un desafío, lo que complica el cableado, y, dado que hay más de puntos adicionales, la tarea de extracción es aún más difícil. Las puertas de enlace WirelessHART 1420 requieren conectividad inalámbrica Ethernet de largo alcance tanto para lugares remotos como en instalaciones diseminadas en grandes distancias. Solución Para resolver el problema ELPRO desplegó una red Ethernet de malla de 900MHz de largo alcance. Los módems industriales Ethernet ELPRO 945U-E de Cooper Bussmann proporcionaron a PEMEX una conectividad segura, confiable y de alta velocidad de datos en muy largas distancias. Los dispositivos instalados son capaces de leer la presión y la temperatura en cada uno de los "árboles de Navidad", y se integran a una red inalámbrica de largo alcance dentro de los activos de extracción de petróleo PEMEX. Resultados Con anterioridad, PEMEX había tenido que contratar equipos por zona dentro de los campos de petró leo para el control de presió n y temperatura. Estas variables afectan el rendimiento de extracció n, lo que se refleja en muchos millones de dó lares. Con esta solución de Eaton, fue posible el seguimiento de todas estas variables desde un centro de control que permite un control má s detallado de las variaciones. PEMEX pudo tomar ventaja de los dispositivos de campo de WirelessHART, sin los costos y el tiempo que hubiera requerido una solución de fibra/cable tradicional. 8 EATON Gas y petróleo

9 Monitoreo de boca de pozo de gas metano de carbón Problema Un importante proveedor de gas metano de carbón en Queensland, Australia necesitaba una infraestructura de control inalámbrico. El lugar tiene capacidad para una expansión a 12 millones de toneladas de GNL anuales, sujeto a la demanda y tenía extensiones de activos de QGC de varios cientos a varios miles de pozos. Requisitos técnicos: Solución Las radios ELPRO fueron seleccionadas e integradas en bocas de pozos estandarizadas RDC500. El diseño de radio utiliza una red compuesta por puntos de acceso de repetición inalámbricos. Cada sitio recoge datos de flujo de gas, presión, temperatura y flujo de agua, y puede desactivar válvulas o bombas. Resultados La tecnología inalámbrica es capaz de proporcionar datos actualizados de producción, proporciona capacidad de parada, reduce el requisito de estar "in situ" y mejora la seguridad del personal. Una de las redes tipo malla inalámbricas más grandes del mundo ya está en marcha con varios cientos de sitios de boca de pozo en un campo que se ampliará a 12 millones de toneladas de GNL al año. s Ethernet con rango de unos 10 kilómetros Se recomiendan rangos de frecuencia de 900 MHz en lugar de 2.4 GHz Capacidad de los módulos para actuar como repetidores debido a la naturaleza del terreno Sistema de interrogación con un tiempo máximo de ciclo de 30 segundos Sistema de radiofrecuencia en malla para evitar problemas de fallas punto-a-punto Pico de velocidad de datos de 2.5 Mbps (punto a punto) Se requiere un cifrado AES Se requiere configuración y diagnóstico en el curso de la comunicación Gran preferencia por un firmware que se pueda actualizar en el curso de la comunicación Software de gestión de redes Se valora contar con puertos RS-232 y RS-485 Monitoreo de pozos Una importante empresa petrolera en la cuenca permiana está utilizando el módem Ethernet inalámbrico 450U-E para monitorear flujos y niveles, además de transmitir puntos de ajuste a los activos de producción. Cada sitio tiene un PLC que utiliza Modbus TCP para comunicarse. El sitio base tiene una interfaz de usuario, lo que permite que un operador vea con rapidez el funcionamiento de toda la red. Debido a las distancias entre los sitios y la falta de línea de sitio en algunos lugares, se utilizó una radio de 450 MHz con licencia a 5 W de potencia de transmisión para superar estas barreras. Como es usual con radios de banda estrecha, el tráfico es limitado, lo que significa que se requiere una selección cuidadosa del protocolo de comunicaciones. Se eligió Modbus TCP por la brevedad de los mensajes y porque es un protocolo común compatible con equipos de distintos fabricantes. EATON Gas y petróleo 9

10 Soluciones de red de extremo a extremo Red de conectividad y gestión Una refineri a importante de petróleo mejora la productividad de monitoreo de una estación de compresión de 5:1 a 50:1. Monitoreo offshore NMS Centro de control Conmutador empresarial "Dada la escasez de personal calificado, con el sistema inalámbrico realmente estamos haciendo más con menos." Director de Ingeniería de Procesos Estanques de relaves Tiempo de recuperación de anillo Gigabit <20 ms Monitoreo en boca de pozo Planta de separación PLC HMI 10 EATON Gas y petróleo

11 Cartera de productos inalámbricos "Los generadores de saltos de frecuencia de 900 MHz de ELPRO resolvieron los problemas causados por frecuencias de radio fijas y líneas contratadas en sitios con dispositivos de interfaz (IFD) nuevos y existentes. La solución proporciona una alternativa inalámbrica al costoso sistema de cableado." Magellan Midstream Partners Información: Monitoreo y optimización Sistema de control Sistema de adquisición de datos Sistema de gestión de red (NMS) Controlador: Integración y ampliación Entrada 400/869/900 MHz Malla 869/900 MHz 2.4/5.8 GHz /869/900 MHz Conmutadores gestionados Conmutador sin gestión Banda cuádruple Puerta de enlace Malla Ethernet Celular Máquina: Más rendimiento y tiempo de actividad Malla 869/900 MHz 2.4GHz/900 MHz 869/900 MHz 150/220/400 MHz 2.4/5.8 GHz /869/900 MHz Banda cuádruple Malla Productos seriales Ethernet Celular Sensor: Diagnósticos más inteligentes. Unidireccional 869/900 MHz Malla 869/900 MHz Multi 150/220/400/869/900 MHz Puerta de enlace 900 MHz Expansión Puerta de enlace 2.4 GHz Concentrador de datos de 2.4/5.8GHz Productos de E/S Productos WirelessHART EATON Gas y petróleo 11

12 Negocios inalámbricos de Eaton América del Norte y América Latina 5735 W. Las Positas Suite 100 Pleasanton, CA Estados Unidos Teléfono: Australia, Nueva Zelanda 9/12 Billabong Street Stafford Queensland 4053 Australia Teléfono: China 955 Shengli Road East Area of Zhangjiang High-Tech Park Shanghai, China Teléfono: Sudeste de Asia 2 Serangoon North Avenue 5 # Fu Yu Building, Singapur Teléfono: Europa Hein-Moeller-Straße Bonn, Alemania Teléfono: Eaton 1000 Eaton Boulevard Cleveland, OH Estados Unidos Eaton.com 2014 Eaton Todos los derechos reservados Impreso en EE.UU. Abril de 2014 Eaton es marca registrada. Todas las demás marcas son propiedad de sus respectivos dueños.