Infraestructura inalámbrica de control para beneficios en productividad y seguridad en aplicaciones de gas y petróleo

Soluciones inalámbricas para aplicaciones aguas arriba y aguas abajo

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Soluciones inalámbricas integrales para aplicaciones en gas y petróleoDesde hace más de 30 años, Cooper Bussmann ha proporcionado soluciones totales inalámbricas para monitoreo, control y redes en la industria de gas y petróleo. Nuestros productos y soluciones se utilizan en todo el mundo en la exploración de gas y petróleo, en gasoductos, refinerías y petroquímica. La marca ELPRO de productos de Cooper Bussmann ha ayudado a las petroleras más importantes, a EPCs de todo el mundo, y a las autoridades nacionales más grandes en el manejo de su capital y sus operaciones con nuestras soluciones inalámbricas confiables y seguras.

Con productos inalámbricos, de conmutación Ethernet y de gestión de redes colaboramos para que usted esté en el primer nivel, controlando sus operaciones. La diversa cartera de servicios de ELPRO ofrece infraestructura para el monitoreo y control que se utiliza a lo largo del proceso de exploración y producción de gas y petróleo. Nuestras soluciones pueden aportar mejoras fundamentales en la automatización de procesos.

Ofrecemos soluciones integrales para aplicaciones aguas arriba, aguas intermedias y aguas abajo de gas y petróleo. La red inalámbrica industrial tipo malla (mesh) ELPRO I/O (entrada/salida), módems Ethernet y conmutadores industriales Ethernet satisfacen las demandas de aplicaciones robustas y de larga distancia. Nuestro sistema de gestión de red permite administrar las complejidades de red y la interoperación de los diversos equipos inalámbricos y LAN desde un solo lugar. Nuestro grupo de Soluciones de Sistemas puede ayudarlo a conectar los distintos sistemas de automatización, instrumentación y controles, e integrar sus procesos.

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Beneficios inalámbricos • Largo alcance

Las frecuencias actuales permiten entre 20 y 50 km de LOS entre clientes

• Alta velocidad Hasta 50 Mbps de ancho de banda

• Seguridad Encriptación de seguridad de grado militar

• Baja potencia Utiliza instalaciones pequeñas, solares/de batería

• Robustez Compartimiento resistente a la intemperie

• Confiable Tecnología de malla (mesh) de avanzada, autoreparable, que proporciona una alta disponibilidad

• Fácil de reubicar Se despliega más fácilmente y puede redistribuirse con mayor rapidez en comparación con una instalación cableada

• Rentable Costos menores de instalación, más duración y más velocidad en el tiempo operativo

La incorporación de sistemas inalámbricos en la industria del gas y el petróleo está impulsada por nuevas normas gubernamentales y por la demanda de mayor eficiencia operativa.

Asegúrese de que sus operaciones de larga distancia permanezcan conectadas, incluso en los entornos más exigentes

El gas y el petróleo representan algunos de los entornos más exigentes con necesidades de comunicación únicas, por lo que constituyen un gran desafío. Las empresas de gas y petróleo confían en nuestra tecnología de automatización y control para monitorear y administrar varias 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 en napas superficiales y las empresas de exploración están utilizando tecnología inalámbrica para aumentar la productividad, reducir los costos y mejorar la seguridad.

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Aplicaciones para gas y petróleo en aguas arriba/producción y aguas abajo/distribuciónAguas arriba • Sistemas de control en bocas de pozo de gas y

petróleo

• Monitoreo de presión de tuberías, flujos y válvulas

• Monitoreo de protección catódica/detección de fugas

• Monitoreo de almacenamiento subterráneo de gas

• Monitoreo/ Control de estación de bombeo y compresores

Aguas abajo • Medición/monitoreo de nivel de tanque de gas y petróleo

• Monitoreo de distribución de presión de tuberías, flujos y válvulas

• Gestión de cámara de planta por IP y de seguridad del sistema anunciador

• Seguimiento y notificación de emisiones de producción

• Monitoreo y verificación de transferencia de custodia de componentes eléctricos y agua

• Monitoreo e informe de temperatura de aparatos eléctricos

• Informe de cumplimiento normativo

Aplicaciones inalámbricas para la protección catódica de tuberías, puentes, bocas de pozo y tanques Los propietarios y operadores de campos petroleros y plataformas marinas están constantemente enfrentando desafíos en la productividad de los activos y la eficiencia operativa. Una infraestructura de red inalámbrica es el camino seguro para proporcionar una mayor seguridad y productividad en aplicaciones con entornos ambientales exigentes. El monitoreo inalámbrico de flujo, presión, nivel, temperatura y control de la posición de válvulas se utiliza para optimizar el funcionamiento de tuberías y el almacenamiento, e incrementa a su vez la seguridad y el cumplimiento normativo. La corrosión de tuberías es un problema creciente en la infraestructura de tuberías envejecidas. Las soluciones inalámbricas pueden controlar eficazmente esta corrosión, evitando fugas, emisiones e incluso explosiones fatales en las instalaciones de producción y refinerías.

Utilizando 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 múltiples estaciones a la vez para un análisis fácil y rápido. Como resultado, los operadores pueden responder con acciones que ayuden a reducir o eliminar el tiempo inactivo de un pozo. Muchos campos no están ocupados a nivel local, por lo que existe la necesidad de mantener la seguridad local y alertar a las autoridades sobre situaciones inseguras y peligros potenciales. La vigilancia con cámaras a través de la conectividad inalámbrica puede reenviar las imágenes a las instalaciones administrativas. Al monitorear y grabar en tiempo real, los operadores pueden responder más rápidamente a una falla de seguridad.

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Monitoreo de vibración y rendimiento del motor

Interconexión en puerta de enlace de PLCs Legacy

Monitoreo de detección de fugas de gas y protección catódica remota

Monitoreo de nivel de patio de tanques y transferencia de custodia

Equipo móvil de vigilancia por video y seguimiento de personal

Monitoreo y control de dispositivos de campo remotos (bombas, motores y vávulas)

Un sinfín de posibilidades sin usar cables

Monitoreo de emisiones e informes de cumplimiento normativo

Notificaciones de implementación de lavado de ojos y ducha de seguridad

Sistema de gestión de red

Comunicaciones celulares de banda cuádruple GSM/GPRS

Ethernet Larga Distancia y transferencia de datos en serie

"Las redes inalámbricas de sensores emergieron como tecnología clave para la acelerar la exploración de gas y petróleo y avanzar con las últimas técnicas de extracción."

ON World, empresa mundial de investigación sobre tecnología

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Monitoreo y control de tuberías Las probables causas de fallas en las tuberías son la corrosión y las fugas. Un operador de un extenso oleoducto pasó mucho tiempo tratando de evitar la corrosión, fugas y posibles litigios, problemas muy costosos en sí. Las fallas no detectadas en el sistema de protección pueden provocar corrosión y fugas costosas. Por lo tanto, se necesitaba una solución para proporcionar monitoreo y capacidades de control a través de distancias amplias.

Se implementaron transmisores inalámbricos individuales ELPRO de (I/O) para monitorear el rendimiento del sistema de protección catódica. La protección catódica suprime activamente la corrosión de tuberías mediante la inyección de corrientes eléctricas en la tubería.

Las unidades inalámbricas ELPRO supervisan la corriente de inyección en los sitios de inyección activos, y también supervisan la tensión eléctrica 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 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 útil de batería en más de 3 años. Muchas unidades repetidoras inalámbricas extienden el rango de cobertura inalámbrico para alcanzar la totalidad de la tubería.

La combinación de varios módulos I/O inalámbricos ELPRO de bajo consumo, módulos ELPRO de inter-faz de protocolo de puerta de enlace, el sistema de protección catódica de tuberías y un sistema SCADA fue utilizada para supervisar la buena condición del oleoducto. El sistema de protección catódica suprime activamente la corrosión de las tuberías mediante la inyección de corrientes eléctricas en las tuberías, mientras que el sistema SCADA proporciona 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 tambien la inyección de tensión eléctrica a 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 también al propio sistema SCADA.

El Sistema Inalámbrico de Cooper Bussmann para gas y petroleo proporcionó el monitoreo/control de amplio alcance necesario para el oleoducto. El nuevo sistema puede evitar fallas causadas por la costosa corrosión de tuberías y fugas.

Con tecnología inalámbrica logramos mayor productividad, costos reducidos y mayor seguridad.

Problemas resueltos

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Detección de interfaz de combustible Magellan Midstream Partners es una empresa propietaria del sistema de tuberías más extenso de pro-ductos derivados del petróleo en EE.UU. Transportan una variedad de productos como gasolina, diesel, combustible para aviones y poseen también una cantidad de terminales. Generalmente, la tubería trans-portará un multiplicidad de productos. Por ejemplo, después de que un lote de gasolina haya ingresado en el sistema, lo puede seguir un lote de combustible diesel. La interfaz de dos combustibles consistirá normalmente en un pequeño porcentaje de los productos mezclados entre sí, lo que se conoce como “transmix”. La terminal de almacenamiento debe saber cuándo está a punto de llegar el próximo com-bustible distinto, de manera de no bombear, por ejemplo, diesel en los tanques de almacenamiento de gasolina, y desviando así el transmix a un tanque separado a tal efecto.

Aproximadamente una hora antes de la llegada del producto a cada terminal, Magellan ha instalado medidores de densidad, también llamados detectores de interfaz. Los detectores de interfaz están diseña-dos para alertar a los operadores de terminales de la llegada inminente de un combustible distinto al anterior. Los detectores de la interfaz tienen una señal de salida de 4-20mA que está conectada a un transceptor de radio inalámbrico ELPRO 905U-1 de múltiples I/O. En la terminal se encuentra otro 905U-1 recepcionando esa señal.

Antes de conocer la solución de ELPRO, la empresa Magellan utilizaba líneas telefónicas analógicas contratadas. Algunos sitios también han utilizado licencias de frecuencias radiales de 450MHz, pero esto traía acarreados cargos asociados, y eran por lo tanto, costosos a largo plazo. Los generadores de saltos de frecuencia de 900MHz de ELPRO resuelven los problemas generados por frecuencias de radio fijas y líneas contratadas. La solución proporciona una alternativa inalámbrica al costoso sistema de cableado.

Esta solución ha tenido tanto éxito que Magellan está utilizando radios ELPRO en cada oportunidad para reemplazar líneas contratadas y otras marcas y tipos de radios a sitios IFD nuevos y existentes. Además de la detección de interfaz, Magellan también utiliza las radios ELPRO en parques de tanques para el control de bombas y de medición de tanques.

Alarma de nivel de tanque por radar Una refinería de petróleo equipó con puertas de enlace inalámbricos ELPRO a sus medidores de nivel de tanque por radar. ELPRO es elegido por la capacidad de las puertas de enlace para conectarse a una amplia gama de indicadores de nivel diferentes, cada uno con distintos protocolos de bus de campo. Las puertas de enlace ELPRO también fueron conectados directamente a la alarma independiente de punto de nivel alto de los tanques. El sistema inalámbrico de tanques formó parte de una instalación global de sistema de información inalámbrico, utilizando las eficientes comunicaciones inalámbricas WIBnet puerto-a-puerto (peer-to-peer) de ELPRO. El sistema también formó parte del sistema de gestión de energía de la planta, y del sistema de monitoreo de alarmas OBL.

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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 alcance en los campos de extracción de petróleo terrestre de PEMEX es un desafío, lo que complica el cableado, y, dado que hay más de 30,000 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 aislados como en instalaciones diseminadas en grandes distancias.

Solución: Para resolver el problema ELPRO desplegó una red Ethernet 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 de PEMEX.

Resultados: Con anterioridad, PEMEX ha tenido que contratar equipos por zona dentro de los campos de petróleo para el control de presión y temperatura de aceite. Estas variables afectan el rendimiento de extracción, lo que se refleja en muchos millones de dólares. Con esta solución de ELPRO, ha sido posible el seguimiento de todas estas variables desde un centro de control que permite un control más detallado de las variaciones. ELPRO proporciona una solución eficaz que ha permitido a PEMEX tomar ventaja de los dispositivos de campo WirelessHART sin los costos y el tiempo que hubiera requerido una solución de fibra/cable tradicional.

Probadas soluciones de monitoreo de boca de pozo

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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, sin perjuicio de la demanda, y tenía extensiones de activos QGC de varios cientos a varios miles de pozos.

Requisitos técnicos:

• Módems Ethernet con capacidad de rango de aproximadamente 10 kilómetros

• Se recomiendan rangos de frecuencia de 900 MHz o más (por ej. se descartan de 2.4GHz)

• Cualquier módulo que sea capaz de convertirse en un repetidor debido a la naturaleza del terreno

• Sistema de sondeo con un tiempo máximo de ciclo de 30 segundos

• Sistema de RF mallada para evitar problemas de fallas punto-a-punto

• Pico de requisito de velocidad de datos de 2.5Mbps (punto a punto)

• Se requiere una encriptación AES

• Se requiere configuración y diagnóstico a través del aire

• Se recomienda una actualización de Firmware factible a través del aire

• Software de gestión de redes

• Se valora contar con puertos RS232 y RS485

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.

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Soluciones de red de extremo a extremo

Centro de Control

Anillo GigabitTiempo de Recupero<20ms

NMS

Planta deSeparación

Monitoreo deBocas de Pozo

HMIPLC

Lagunas deResiduos

MonitoreoMaritimo

ConmutadorPrincipal

Red de conectividad y administración

Una refinería importante de petróleo mejora la productividad de monitoreo de una estación de compresión de 5:1 a 50:1. "Dada la escasez de personal calificado, mediante el uso inalámbrico realmente estamos haciendo más con menos." Director de Ingeniería de Procesos

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Sistema de control Sistema de gestión de activos Sistema de gestión de red

Concentrador de datos de 2.4/5.8GHz

Cartera de productos inalámbricos

Información: Monitoreo. Optimización.

Puerta de enlace 400/869/900MHz

Malla 869/900MHz

Módem Banda cuádruple

Puerta de enlace

Celular

Módem 2.4/5.8GHz

Módem 900MHz

Productos Ethernet

Controlador: Integración. Ampliación.

Máquina: Rendimiento. Tiempo de producción.

Productos de I/O

Sensor: Inteligente. Diagnósticos.

869/900MHz Unidireccional

Malla 869/900MHz

Puerta de enlace de 2.4GHz

Multi Puerta de enlace Expansión 150/220/400/869/900MHz

Malla 869/900MHz

Módem 2.4GHz/900MHz

Módem 869/900MHz

Módem 150/220/400MHz

Productos Seriales

Módem 2.4/5.8GHz

Módem 900MHz

Productos Ethernet

Productos WirelessHART™

Malla

Malla

Módem Banda cuádruple

Conmutador gestionado

Conmutadores no gestionables

Celular

" Los generadores de saltos de frecuencia de 900MHz de ELPRO resolvieron los problemas con frecuencias de radio fijas y líneas contratadas en sitios con dispositivos de interfaz (IFD) nuevos y existentes. La solución proporcionó una alternativa inalámbrica al costoso sistema de cableado." Magellan Midstream Partners

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Durante más de 30 años, la linea de productos ELPRO de Cooper Bussmann ha proporcionado soluciones inalámbricas integrales de monitorización y control para el mercado industrial. Ofreciendo una amplia gama de productos industriales inalámbricos, soporte técnico a nivel mundial y más de 100 socios calificados técnicamente en todo el mundo, Cooper Bussmann es hoy líder del mercado en tecnología inalámbrica industrial. Con numerosas soluciones diseminadas en todo el mundo en aplicaciones de procesos, instrumentación y automatización, ELPRO tiene una solución para cada una de sus necesidades de aplicación.

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