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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(yīng)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(chǎn)品及集成解決方案，用于石化裝置的緊急停車控制，火災(zāi)及有毒有害氣體探測及機組控制。羅克韋爾自動化的ENTEK產(chǎn)品及集成方案，為石化企業(yè)的關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)設(shè)備提供了更全面的安全策略。在電機控制及傳動設(shè)備方面，羅克韋爾自動化更是將設(shè)備安全及人員防護作為研發(fā)、設(shè)計的DNA，獨到的功能特點體現(xiàn)在全線電機控制及傳動設(shè)備上。在環(huán)境保護及提高生產(chǎn)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(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。超越傳統(tǒng)DCS的羅克韋爾自動化PlantPAx更加智能地結(jié)合生產(chǎn)工藝，并無縫集成其他電氣設(shè)備，真正實現(xiàn)生產(chǎn)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(shè)備提供商，需要一種可對壓裂車進行遠程資產(chǎn)管理的可擴展解決方案。它需要實時鏈接設(shè)備的運行情況以經(jīng)濟高效地監(jiān)視設(shè)備性能，從而幫助客戶盡可能延長資產(chǎn)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(jié)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(zhuǎn)化的同時降低項目風(fēng)險和生產(chǎn)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(chǎn)商的桂冠。國際能源署曾在2012年預(yù)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(chǎn)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(yù)測的產(chǎn)量增長成為現(xiàn)實，石油和天然氣企業(yè)必須持續(xù)關(guān)注生產(chǎn)。

    M.G. Bryan 位于德克薩斯州大草原城，是一家業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的重型設(shè)備和機械原始設(shè)備制造商，幫助石油和天然氣企業(yè)滿足生產(chǎn)需求的歷史已超過25年。該公司在全球范圍內(nèi)供應(yīng)發(fā)動機、發(fā)電機、工業(yè)泵裝置、油田服務(wù)設(shè)備，以及適用于危險區(qū)域的電源組。新型生產(chǎn)中大量采用水力壓裂技術(shù)，這項技術(shù)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(shè)備，以幫助生產(chǎn)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(chǎn)數(shù)據(jù)，從而延長正常運行時間，提高生產(chǎn)率。

    面臨的挑戰(zhàn)

    壓裂車的成本超過1百萬美元。這種設(shè)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(nèi)部成本就高達3000到7000美元，這還未將損失的產(chǎn)品收益計算在內(nèi)。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(chǎn)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(chǎn)。

    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(chǎn)商按月租賃壓裂設(shè)備，他們在設(shè)備控制系統(tǒng)及設(shè)備維護方面并不擅長。他們經(jīng)常尋求各種方式來削減成本并提升租賃或購買的設(shè)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(shè)備的運行情況以經(jīng)濟高效地監(jiān)視設(shè)備性能，從而幫助客戶盡可能延長資產(chǎn)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(jié)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(shù)的FactoryTalk? VantagePoint?軟件可收集控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，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(diào)制解調(diào)器發(fā)送至云端。數(shù)據(jù)會被細分為極小的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)會存儲在網(wǎng)關(guān)中，連接恢復(fù)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(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)。為使M.G. Bryan及其客戶無需建立并管理自己的數(shù)據(jù)中心就能充分利用這一豐富數(shù)據(jù)，羅克韋爾自動化采用了云計算技術(shù)。

    “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(shù)據(jù)中心將無法滿足我們的要求。”

    采用移動技術(shù)并通過云無縫、安全地傳送業(yè)務(wù)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(shè)備和Web瀏覽器從云端獲取數(shù)據(jù)，并生成反映每臺壓裂車驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)和壓裂性能，以及與整個車隊相關(guān)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(jié)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(chǎn)數(shù)據(jù)，從而可延長M.G.Bryan客戶的正常運行時間，提高生產(chǎn)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(zhuǎn)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(dǎo)致停產(chǎn)，產(chǎn)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(nèi)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(shù)據(jù)。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(guān)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(dǎo)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(chǎn)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(zhuǎn)化的同時降低項目風(fēng)險和生產(chǎn)成本。
 

    羅克韋爾自動化大中華區(qū)油氣行業(yè)經(jīng)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(guān)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(zhì)勘探技術(shù)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(guān)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(chǎn)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(zhuǎn)而關(guān)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