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    編輯點評：羅克韋爾自動化一直致力于幫助石化企業(yè)應對當今的機遇與挑戰(zhàn)。在提高安全性方面，羅克韋爾自動化的ICS Triplex為石化企業(yè)開發(fā)了多樣性的過程安全產品及集成解決方案，用于石化裝置的緊急停車控制，火災及有毒有害氣體探測及機組控制。羅克韋爾自動化的ENTEK產品及集成方案，為石化企業(yè)的關鍵旋轉設備提供了更全面的安全策略。在電機控制及傳動設備方面，羅克韋爾自動化更是將設備安全及人員防護作為研發(fā)、設計的DNA，獨到的功能特點體現(xiàn)在全線電機控制及傳動設備上。在環(huán)境保護及提高生產效率反面，羅克韋爾自動化的先進控制（PAVILLION APC）解決方案，有效幫助石化企業(yè)降低排放，提高產量，降低生產成本。超越傳統(tǒng)DCS的羅克韋爾自動化PlantPAx更加智能地結合生產工藝，并無縫集成其他電氣設備，真正實現(xiàn)生產管理及自動化、電氣、儀表的一體化，助力石化企業(yè)向“互聯(lián)企業(yè)“邁進。

    M.G. Bryan 是一家面向石油和天然氣行業(yè)的重型設備提供商，需要一種可對壓裂車進行遠程資產管理的可擴展解決方案。它需要實時鏈接設備的運行情況以經濟高效地監(jiān)視設備性能，從而幫助客戶盡可能延長資產的正常運行時間。對此，M.G. Bryan與羅克韋爾自動化合作，開發(fā)出一款新的壓裂車控制和信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用 MicrosoftWindows Azure云計算平臺，并結合 FactoryTalk? 軟件套件，可以安全地訪問實時信息。與此同時，該解決方案如同開啟了一扇門，使一種新型商業(yè)模式成為可能，可在加快壓裂車價值轉化的同時降低項目風險和生產成本。

    背景

    2010年，美國從俄羅斯手中奪過了全球最大的天然氣生產商的桂冠。國際能源署曾在2012年預測，到2020年，美國將超過沙特阿拉伯成為全球最大的石油生產商，而陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的多個大型石油和天然氣儲藏地將進一步縮短這一時間。為使預測的產量增長成為現(xiàn)實，石油和天然氣企業(yè)必須持續(xù)關注生產。

    M.G. Bryan 位于德克薩斯州大草原城，是一家業(yè)內領先的重型設備和機械原始設備制造商，幫助石油和天然氣企業(yè)滿足生產需求的歷史已超過25年。該公司在全球范圍內供應發(fā)動機、發(fā)電機、工業(yè)泵裝置、油田服務設備，以及適用于危險區(qū)域的電源組。新型生產中大量采用水力壓裂技術，這項技術可以釋放出儲油巖中的石油或天然氣以便開采。M.G. Bryan銷售和出租先進壓裂泵車、壓裂車和成套壓裂設備，以幫助生產商開采這些資源。

    M.G. Bryan已采用緊密集成的控制和信息系統(tǒng)對壓裂車進行升級，借助這種系統(tǒng)可以安全、實時地查看遠程資產數據，從而延長正常運行時間，提高生產率。

    面臨的挑戰(zhàn)

    壓裂車的成本超過1百萬美元。這種設備工作在極端孤立的環(huán)境中，而且具有很多消耗部件。通常情況下，每隔200到400小時就需要更換機油濾清器，工作4000至7000小時就需要重新組裝發(fā)動機。如果壓裂車停機，每天造成的內部成本就高達3000到7000美元，這還未將損失的產品收益計算在內。由于壓裂車在偏遠區(qū)域運行，這些區(qū)域甚至無法接收手機信號，因此大部分生產商會在現(xiàn)場準備一臺備用的壓裂車，以保證出現(xiàn)故障時能繼續(xù)生產。

    使用備用壓裂車的做法使得壓裂作業(yè)成本非常高。因此，許多小型及中型石油和天然氣生產商按月租賃壓裂設備，他們在設備控制系統(tǒng)及設備維護方面并不擅長。他們經常尋求各種方式來削減成本并提升租賃或購買的設備的投資回報，以使這種投資物有所值。為幫助客戶最大程度地提高投資回報，M.G.Bryan需要實時了解設備的運行情況以經濟高效地監(jiān)視設備性能，從而幫助客戶盡可能延長資產的正常運行時間。

    解決方案

    M.G.Bryan與羅克韋爾自動化合作，開發(fā)出一款新的壓裂車控制和信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用Microsoft Windows Azure云計算平臺，并結合FactoryTalk?軟件套件，可以安全地訪問實時信息。

    每臺壓裂車的控制系統(tǒng)都采用Allen-Bradley? CompactLogix?可編程自動化控制器。基于云技術的FactoryTalk? VantagePoint?軟件可收集控制系統(tǒng)數據，并生成實境化的綜合畫面來顯示車輛和車隊的性能。信息通過蜂窩調制解調器發(fā)送至云端。數據會被細分為極小的數據包，因此可以發(fā)送到手機信號極差的區(qū)域。此外，在無法建立連接的情況下，數據會存儲在網關中，連接恢復后便會立即發(fā)送。

   這款緊密集成的新型控制和信息系統(tǒng)可整合各種不同的信息源，包括歷史數據、關系數據和交易數據。為使M.G. Bryan及其客戶無需建立并管理自己的數據中心就能充分利用這一豐富數據，羅克韋爾自動化采用了云計算技術。

    “我們需要的解決方案是，無論是最開始的五輛卡車，還是后續(xù)的1000輛卡車，都能發(fā)揮相同的作用。”M.G. Bryan的工程主管Josh Rabaduex表示。“我們也知道，我們不想對前期硬件投入太多，或者對系統(tǒng)進行長期維護，所以傳統(tǒng)的數據中心將無法滿足我們的要求。”

    采用移動技術并通過云無縫、安全地傳送業(yè)務信息，M.G.Bryan的智能連接達到了更高水平。“現(xiàn)在，我們可以通過移動設備和Web瀏覽器從云端獲取數據，并生成反映每臺壓裂車驅動系統(tǒng)狀態(tài)和壓裂性能，以及與整個車隊相關的過程性能和維護趨勢的報告及儀表盤，”Rabaduex表示。“將新信息系統(tǒng)與云計算的靈活性和可擴展性相結合，就如同開啟了一扇門，使許多適合我們自己車輛和所售車輛的運營管理解決方案成為可能。”

    取得的成果

    可以安全、實時地查看遠程資產數據，從而可延長M.G.Bryan客戶的正常運行時間，提高生產率。例如，一位客戶給M.G. Bryan打來電話，抱怨租用的車輛發(fā)動機抖動。這種情況非常危險，發(fā)動機轉速的劇烈變化會改變向地下輸送水的鐵管的壓力。如果水管爆裂，不僅會導致停產，產生的水管碎片還會使現(xiàn)場工人受傷或死亡。引起這類抖動的因素有多種：發(fā)動機老化、異物進入和內部元件故障等。M.G. Bryan的人員可以立即登錄并查看該車輛的數據。他們看到泵流體端的壓力由60psi降至6psi，表明存在泵氣穴現(xiàn)象，客戶水箱中的水即將耗盡。他們建議客戶檢查水箱并打開某個意外關閉的閥門。整個過程僅僅花費了10多分鐘。客戶避免了將空氣吸入流體端而導致其破裂，節(jié)約了60,000美元的替換零件費用，而且無需到100英里外的現(xiàn)場進行維修，并避免了可能出現(xiàn)的工人受傷及生產中斷。

    該解決方案如同開啟了一扇門，使一種新型商業(yè)模式成為可能，可在加快壓裂車價值轉化的同時降低項目風險和生產成本。
 

    羅克韋爾自動化大中華區(qū)油氣行業(yè)經理 李鵬

    石化行業(yè)增長模式將發(fā)生改變石油化工行業(yè)是和人們衣、食、住、行等休戚相關的行業(yè)。從需求端看，城市化和消費升級一定會增加對燃料、石化制品的需求。由于地質勘探技術發(fā)展，深海油氣開采的突破，非常規(guī)油氣資源的開發(fā)利用，作為石化行業(yè)原料的石油資源不再緊缺，價格不斷下行。這都給這個行業(yè)注入了新的增長動力。

    但未來的增長方式會有所不同，消費者及民眾更關注安全及環(huán)境友好性，環(huán)保和安全意識空前高漲，對環(huán)境破壞，安全事故的容忍度越來越低。對石化企業(yè)的選址，生產及管理方式提出了更苛刻的要求。

    國有石化企業(yè)對于新的形勢，必定改變以往追求規(guī)模擴張的粗放發(fā)展策略，轉而關注投資效益及安全環(huán)保，走上可持續(xù)發(fā)展的道路。

    摘自《自動化博覽》2月刊