Funklösung für die Öl/Gas-Industrie Wie Sie mit Funktechnik Ölförderstätten wirtschaftlich und zuverlässig überwachen

Autor / Redakteur: Dipl.-Phys. Ing. Claus Vothknecht / Dr. Jörg Kempf

Ölförderstätten müssen umfassend überwacht werden, um den gesetzlichen Rahmenbedingungen zu genügen, die Umwelt zu schützen und natürlich auch Produktionsausfälle zu verhindern. Der Beitrag stellt eine Funklösung vor, die diese Anforderungen zuverlässig, wirtschaftlich und obendrein einfach umsetzt.

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Im Öl- und Gasbereich kommt es insbesondere an abgelegenen Orten auf den reibungslosen und kontinuierlichen Betrieb kritischer Ausrüstung an. Eine zuverlässige Überwachung ist hier das A und O.
Im Öl- und Gasbereich kommt es insbesondere an abgelegenen Orten auf den reibungslosen und kontinuierlichen Betrieb kritischer Ausrüstung an. Eine zuverlässige Überwachung ist hier das A und O.
(Bild: Phoenix Contact)

Croft Automation, mit Sitz im texanischen Waco, ist seit mehr als 20 Jahren als Systemintegrator im Bereich Öl und Gas tätig und unterstützt seit 1988 Anwender bei der Modernisierung ihrer Systeme und Anlagen. Dazu bietet das Unternehmen den Öl- und Gasproduzenten sowie den Pipeline-Betreibern sofort einsetzbare Lösungen an, sodass sich Ausfallzeiten deutlich reduzieren.

Verzögerungsfreie Kommunikation

Einer der Kunden betreibt ein großes Ölfeld, das sich über einen Radius von rund 32 Kilometern erstreckt. Um die EPA-Vorschriften (Environmental Protection Agency) zu erfüllen sowie potenziell auftretende Probleme zu vermeiden, muss das Unternehmen die Tankfüllstände mehrerer entfernt von der Zentrale gelegener Ölförderstätten überwachen. Dazu gehören Kompressionsanlagen sowie zentrale Lieferpunkte. Ist der Tankfüllstand an einem der Lieferpunkte zu hoch, muss die Produktion automatisch aus der Zentrale gestoppt werden können. Dies ist wichtig, damit ein Überlaufen der Tanks verhindert und folglich negative Auswirkungen auf die Umwelt vermieden werden.

Der Anwender arbeitete bereits mit einem Warnsystem, das sich jedoch als unzuverlässig erwiesen hat. Unter anderem war die Lösung zu langsam und teilweise kamen die Warnmeldungen gar nicht in der Zentrale an. Vor diesem Hintergrund suchte der Ölförderer nach einer verlässlichen Alarmierungstechnik, die auf jeden Fall eine verzögerungsfreie Kommunikation ermöglichen sollte. Wegen der Ausdehnung des Ölfelds zeigte sich schnell, dass eine funkbasierte Datenübertragung kostengünstiger als das Verlegen von Kabeln ist. Croft Automation wurde mit der Auswahl und Installation eines Wireless-Systems betraut, das diesen Anforderungen gerecht wird.

Keine Programmier-Software erforderlich

Nach umfangreichen Recherchen haben sich der Systemintegrator und sein Kunde für das Radioline-System von Phoenix Contact entschieden. Die Lösung, die auf der proprietären Funktechnologie Trusted Wireless 2.0 basiert, wurde speziell für den industriellen Einsatz entwickelt. Mit Radioline lassen sich Sensor- und Aktor-Informationen sowie geringe bis mittlere Datenmengen drahtlos in ausgedehnten Anlagen weiterleiten. Bei freier Sicht können Distanzen von mehreren hundert Metern bis zu einigen Kilometern zwischen zwei Funkteilnehmern überwunden werden.

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Außerdem ist der Aufbau unterschiedlicher Netzwerkanwendungen möglich, beispielsweise zwischen I/O-Stationen sowie zwischen seriellen Teilnehmern. Über die in die Radioline-Geräte integrierte RS232- und RS485-Schnittstelle können I/O-Module ferner direkt per Funk via Modbus-Protokoll an eine Steuerung angebunden werden.

Johnny Jones, Abteilungsleiter für automatisierte System bei Croft Automation, hebt die einfache Installation als größten Vorteil des Radioline-Systems hervor. „Über das am Wireless-Modul angebrachte Rändelrad werden die innerhalb des Netzwerks befindlichen Funkmodule einander zugeordnet. Man muss lediglich die Komponenten, die miteinander Daten austauschen sollen, auf die gleiche Zahl einstellen und schon werden die Signale richtig in der gesamten Anlage verteilt. Eine komplexe Programmier-Software ist nicht notwendig “.

Als unkompliziert hat sich auch die Einrichtung der Funkanlage als Leitsystem erwiesen. Lesen Sie weiter ...

Als unkompliziert hat sich auch die Einrichtung der Funkanlage als Leitsystem erwiesen, um dann mit anderen entfernten Standorten zu kommunizieren, während sämtliche Prozesse von einer Zentraleinheit aus gesteuert werden. Vorteilhaft für die Außenstationen ist ebenfalls die niedrige Leistungsaufnahme, da die Mitarbeiter nun nicht mehr ständig die Batterien auswechseln müssen.

Selbstständiges Stoppen der Produktion

Das Radioline-System steht für die Frequenzbereiche 2,4 GHz (weltweit) sowie 900 MHz (beispielsweise in den USA) und 868 MHz für Europa zur Verfügung. Die GHz-Variante, die weltweit genutzt werden kann, eignet sich für die Datenübertragung über kurze Distanzen bei freier Sicht. Croft Automation hat sich jedoch für die 900-MHz-Geräte ausgesprochen, weil so große Entfernungen bis 32 Kilometer sowie kurze Strecken ohne Sichtverbindung überbrückbar sind. Die Funktechnologie Trusted Wireless 2.0 bietet darüber hinaus die Möglichkeit, die Datenrate der Wireless-Schnittstelle einzustellen und so die Empfängerempfindlichkeit zu steigern. Denn bei einer niedrigen Übertragungsgeschwindigkeit kann eine wesentlich größere Reichweite erzielt werden als bei einer hohen Datenrate.

Laut Johnny Jones sind einige Ölförderstätten durch besonders raue Umgebungsbedingungen gekennzeichnet. Hier ist es sehr staubig und heiß. Für die industrietauglichen Radioline-Komponenten stellt das kein Problem dar. Positiv bewertet der Systemintegrator aus Waco zudem, dass sich das Warnsystem mit der Lösung von Phoenix Contact selbst verwaltet und die Produktion auch dann stoppt, wenn der Anwender keine Alarmmeldung erhält. Anschließend versucht die Lösung erneut, eine Benachrichtigung abzusetzen.

Mittlerweile hat Croft Automation Radioline an mehr als 80 Standorten installiert, beispielsweise in der Leitzentrale sowie dort, wo die Feldgeräte verbaut sind. Jones erwartet, dass innerhalb des nächsten Jahres 20 bis 30 weitere Knoten hinzukommen werden. „Mit dem Radioline-System haben wir für unseren Kunden eine bessere und wirtschaftliche Lösung umgesetzt, was seine Zufriedenheit deutlich erhöht“, fährt Jones fort.

Geringere Instandhaltungskosten

Radioline hat keinen direkten Einfluss auf die Produktion an den einzelnen Ölförderstätten, sondern dient ausschließlich zur Überwachung der Füllstände. Trotzdem rechnet Jones damit, dass die Instandhaltungskosten durch das Funksystem sinken. Dies, weil der Anwender weniger Wartungs-Mitarbeiter und Fahrzeuge benötigt, um Alarmmeldungen vor Ort zu überprüfen.

Neben den Komponenten und Systemen äußert sich der Abteilungsleiter ebenfalls sehr zufrieden mit der Unterstützung durch Phoenix Contact: „Lee Riemenschneider, Industrial Sales Engineer bei der US-Tochter von Phoenix Contact, hat uns umfassend betreut. Und durch seinen Kollegen Paul Mercier, Project Sales Engineer, ist uns ein schneller Einstieg in das Radioline-System gelungen“.

Abschließend erklärt Jones: „Radioline hat alle Beteiligten überzeugt. Wir haben uns viele auf dem Markt angebotene I/O-Funksysteme angesehen und konnten im Vergleich feststellen, dass Phoenix Contact hier den richtigen Weg beschreitet. Radioline ist sicher noch nicht perfekt, aber unsere Ansprechpartner bei Phoenix Contact haben stets ein offenes Ohr für Verbesserungsvorschläge. Deshalb werden wir die Wireless-Lösung auch in zukünftigen Projekten einsetzen“.

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* Der Autor ist Manager von Oil & Gas, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont.

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