应对炼油厂的现实挑战

来源:艾默生

发布时间:2019年11月15日下午 05:11:57

艾默生炼油主管Ed Schodowski 在2019年艾默生全球用户大会的石化行业论坛上说到:“当今,炼油厂面临许多挑战,包括运营灵活性、更高的投资回报、不同的原油、腐蚀和可靠性,以及如何使用工业物联网的数字技术。

根据现场与会者的调查结果,Schadowski主持了一个由四名行业专家组成的小组论坛,讨论了六个主题,为炼油厂和石化公司的自动化工程师带来了很多角度和有用的见解。询问与会者所用的提高情理法则的卓越运营计划以及自动化使用方法。与会者选择了机械可用性(73%)、大修指数(35%)、净现金利润率、美元/桶净投入(19%)、能源密度指数(15%)和人员效率指数(13%)。

辛克莱石油公司数字化转型总监Bruce Taylor说:“情理法则是一把双刃剑,可能导致管理层大幅削减预算和裁员,因此必须提供解释维护效率的信息,例如,有时更换安全阀比拆卸、测试然后送回原厂修理更便宜。”Taylor建议管理人员使用细化的情理法则,以便工厂人员可以认识到自己的影响。他说:“我们提供了与员工直接相关的指标,以便员工了解自己的贡献。”

Marathon首席工程师兼控制系统技术专家小组成员Michael Barham表示:“只看指标,我们的机械利用率很高,但是在自动化方面却做得还不够。我们可以做更多的事情来提高利用率,但是如何量化呢?我们常常是分散衡量事物,而不是综合衡量。”Barham强调说:“大修是减少工厂损失的一种快捷方法。大修通常超出预算20%。良好的大修等于良好的维护。做好大修,问题将得到大大缓解和解决。”

Citgo工程经理Richard Marcantel表示:“我们是一家拥有模拟信号和少量智能设备的老工厂。我们需要提高可用性,因此正在尝试使用HART并将信息提供合适的人。”

艾默生控制与操作员绩效副总裁Dustin Beebe指出:“过程自动化可以改变人们的工作方式。不只是部署技术,提升和更换运营商。过程自动化是做到这一点的一种有效途径。”

提高设备可靠性

通过询问与会者,他们正在按照API 584中所述在Integrity Operating Windows(IOW)中寻求最佳实践,提高固定设备的可靠性。调查显示,有48%的人“已经开始实施数字化转型”,28%的人在“讨论和制定数字化转型计划”,21%的人“只是讨论过数字化转型”,还有3%的人计划“已完全制定且全面实施数字化转型”。

艾默生Beebe指出:“2000年以后,大多数大型企业已开始实施数字化转型。”

Citgo的Marcantel表示:“我们已经开始实施数字化转型,应该处于转型的早期阶段。想了解如何将数据(信息)传输至办公桌上的计算机,从而作出更好的决策。”这一点很重要,因为这可以快速告诉我们:“进行多次全面的测量,与仅两次测量之间究竟有什么不同?”

Marathon的Barham 认为:“最根本的就是投资。在需要时,重点关注IOW,但在开会前提取数据,就缩短了停车时间。”

辛克莱的Taylor提醒道:“许多人都不知道IOW与极限或目标之间的关系,因此我们通常使用运营商能理解的术语来提供信息,例如美元符号或价值符号。此外,看到每个步骤都在发生变化时,我们会尝试从这些异常中吸取教训,并使相关人员都了解相关情况。”

 

提高技能获取更多数据

当问到 “利用其它相关流程和资产信息的最佳技能提升方法和程序是什么?”调查显示,与会者参加正式的现场培训(69%)、正式的供应商线下课堂培训(48%)、午餐学习(52%)、网络研讨会(16%)和大学/技术学校(8%)。

Taylor认为:“培训很好,但是很难改变操作员的习惯,只有不断且持续的有规律的训练才能帮助他们形成操作规范。因此,培训很有价值,但必须持续跟进。”

Barham认为:“在Marathon,化工公司用户要求我们的操作员必须拥有四年制工程背景学位。因此,我们会支持员工参加技术培训并获得相关学位。正规培训的缺点在于仅仅只有一次,而网络研讨会非常有价值,因为网络视频可以不断重复观看学习。重复非常重要,因为培训材料中的模型不会取代员工头脑中的模型,而是会与其激烈竞争。”

Citgo的Marcantel说:“我们做到了这一切。我们在本地拥有一所很好的技术学校,且该地区的公司员工都可以通过正规化学习来获得相关技术学位。我喜欢线下培训的专注,因为人们往往会因为紧急情况而退出线上培训。更重要的是线下培训后可以快速使用所学方法来巩固、加深新方法。”

Beebe表示:“我们无法进行足够的、正规线下培训,因此我们使用了很多在线网络研讨会。操作员可以结合日常工作实践来看网络研讨会,进行在岗实时培训。”

经验证的无线技术

当与会者被问及对无线技术的采纳理由、实施、维护等课程进行评论时,调查显示51%的人希望对用例有更好的愿景,44%的人希望有更合理的投资回报,28%的人希望获得管理层的支持, 23%的人需要总体无线IT计划,而21%的人在解决网络安全问题方面遇到挑战。

Sinclair的Taylor 表示:“我们安装了全面的无线HART和Wi-Fi系统。基础架构的成本是单个应用程序设备成本的五倍,因此我们对所有应用程序进行了探讨,并提出了整体愿景——由于没有一个用例可以证明成本合理,但是整体来说,回报很丰厚。我们将大修时间缩短了两到三天。”但他也提醒到:“创建架构时,谁负责?谁更换电池?谁负责监控和网络呢?而且您必须了解Wi-Fi协议并非工业用途。”

Citgo的Marcantel指出:“管理层并不了解所有术语。因此必须提前确定责任人和维护决策,这一点很重要。”

Barham感叹道:“我们尝试使用了一款无线温度传感器创新计划,但考虑到投资回报方面,该计划并未取得进展。”

Beebe回答说:“开始之前,想想这个项目对贵公司的意义。然后向供应商咨询网络安全,了解您的项目目标。”

控制质量平衡

当与会者被问及改善质量平衡方面的成功和最佳实践时,调查发现,80%的装置或工厂范围内的优化/数据建模使质量得到改善,13%的损失得到改善,5%的财务风险有所降低,3%的盗窃率有所降低。

Barham认为:“我们最大的挑战是人员。员工是数字化转型的基础,但却并未引起足够的重视。许多出色的自动化工具可以通过统计信息确定问题出在哪里,可还需要员工进行现场维修。对于高级过程控制(APC)项目和基于模型的控制,企业必须具有质量平衡的能力。”

Beebe指出:“通过控制系统可以确定引起故障的仪表,并告诉您仪表的具体位置,从而精确维护提高运营效率。一家炼油厂根据油桶计算运营,确保质量水平,您是否了解工厂质量损耗原因?”

Marcantel说:“我们有很多孔板,而不是质量流量计。新的流程和工作人员一直在改变,而当从错误数据入手时,您最终将导致糟糕的结果。”

Taylor指出:“数据与APC有相同的问题。如何保证从不停车呢?一名新工程师将通过18个月的培训和实践才能熟练掌握操作,这也正是人工智能(AI)应用的绝佳时机。”

消除自动化孤岛

最后是一个开放性问题:“您的工厂如何消除自动化孤岛(如独立的PLC)?”答案多种多样。

Barham 首先指出:“消除自动化孤岛首要解决的是它能产生什么价值?资本成本,必须有投资回报。”

Marcantel回答说:“额外成本包括工厂内独立的维护和诊断,技术人员可能正在做其它潜在的更有价值的工作。我们已将许多PLC集成到DCS中(DeltaV可以轻易集成)或运行Modbus TCP连接并恢复,实现统一维护。如果没有DCS,那么使用OPC连接将向操作员提供。因此,消除自动化孤岛在维护方面的确节省开支。”

Beebe说:“为了优化运营,也可以将各种数据整合到云端。不仅能帮助您确保网络安全,还能部署补丁程序,降低受攻击面。”

Taylor认为:“孤立的自动化系统当然可以自主运行,实现应有的功能和数据。而操作员很难全面知道系统状况。 AI时代却将完全依赖于跨功能、多视角查看。例如,泵的使用情况、历史记录、环境等等我们需要综合各种因素对设备进行优化。”

 

 

关于艾默生

艾默生(美国纽约证券交易所代码:EMR)是一家全球性的技术与工程公司,为工业、商业及住宅市场用户提供创新性解决方案。自动化解决方案业务帮助过程、混合和离散行业制造商优化其能效和运营成本,促进生产,确保人员安全和保护环境。商住解决方案帮助确保人类舒适度和健康,保障食品质量和安全,提升能效,打造可持续发展的基础设施。

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