Öl- und Gassteuerung, Sicherheit und Konnektivität | Fragen und Antworten
Interview mit Bobby Singh, Gründer von Kaizen Controls & Automation, Inc.
Zusammenfassung
- Der Wandel vom Import zum Export von Flüssigerdgas (LNG) führte zu erheblichen infrastrukturellen Veränderungen in den USA, wodurch die Nachfrage nach sichereren, stärker automatisierten Messsystemen stieg.
- Gefährliche Öl- und Gasumgebungen erfordern strenge Schutzmaßnahmen, wobei die eigensichere Technik mittlerweile der bevorzugte Ansatz ist.
- Digitale, multivariate Geräte, die verwertbare Daten liefern, treiben die Zukunft der Öl- und Gasindustrie voran.
F: Bobby, Sie sind schon seit einiger Zeit im Bereich Prozessautomatisierung tätig. Können Sie uns zunächst etwas über Ihren Hintergrund erzählen und wie Sie die Entwicklung der Öl- und Gasindustrie erlebt haben?
Anfangs bauten wir LNG-Importanlagen – wir erwärmten Gas aus Übersee und speisten es in US-Pipelines ein. Dann veränderte Fracking alles. Plötzlich produzierten wir im Inland so viel Erdgas, dass wir Importterminals zu Exportterminals umgestalten mussten.
Diese Veränderung wirkte sich auf die gesamte Branche aus. Die neue Infrastruktur erforderte modernisierte Mess- und Steuerungssysteme, und genau hier begannen sich Sicherheit, Genauigkeit und Automatisierung in großem Umfang zu überschneiden.
F: Die meisten dieser Umgebungen sind gefährlich. Wie sorgt die Branche für Sicherheit?
Richtig, die meisten Analysegeräte-Schutzräume in der Öl- und Gasindustrie befinden sich in Zonen der Klasse I, Division 1, also gehen Sie davon aus, dass brennbares Gas vorhanden ist.
Es gibt drei Hauptmethoden zum Schutz der Geräte: Spül- und Druckbeaufschlagungssysteme, die saubere Luft durch das Gehäuse drücken, explosionsgeschützte Gehäuse, die jede interne Entzündung eindämmen, und Eigensicherheit. Die ersten beiden Methoden funktionieren, sind jedoch schwer, teuer und nicht leicht zu warten.
Die Eigensicherheit hat sich zur Standardmethode entwickelt. Sie begrenzen die Energie im Stromkreis, sodass selbst bei einem Fehler nicht genügend Leistung vorhanden ist, um eine Entzündung zu verursachen. Instrumente wie die Serien IS-Max™ und IS-Pro™ von Alicat sind gute Beispiele dafür – sie sind für den direkten Einsatz in Gefahrenbereichen konzipiert, ohne dass Spülplatten oder explosionsgeschützte Gehäuse erforderlich sind. Das spart Platz, reduziert die Anzahl der Leckagepfade und vereinfacht die Einhaltung von Vorschriften.
F: Was macht die integrierte Durchfluss- und Druckregelung zuverlässiger als herkömmliche Konfigurationen mit separaten Komponenten?
Und hier kommt der menschliche Faktor ins Spiel. Ein Wartungstechniker ist möglicherweise für 20 oder 30 Quadratmeilen Analysegeräte verantwortlich. Er fährt vorbei, wirft einen Blick durch das Glas auf den Rotameter und denkt: “Sieht gut aus.” In der Zwischenzeit erhält das Analysegerät keine Probe und driftet aus der Spezifikation heraus.
Mit einem integrierter digitaler Durchflussregler, oder ein Digitales Manometer, können Sie die tatsächlichen Durchfluss- und Druckwerte auf dem Bildschirm oder im DCS sehen. Da diese Geräte über Mess- und Regelungsfunktionen im selben Gehäuse verfügen, erfolgt die Rückmeldung sofort und präzise. Multivariate Geräte, die Parameter wie Durchfluss, Druck, Temperatur und Gesamtwert melden, bieten eine hohe Transparenz in einem alle paar Millisekunden laufenden Probenahmekreislauf.
F: Wie unterscheidet sich diese digitale Steuerung von den noch im Einsatz befindlichen pneumatischen oder manuellen Systemen?
Moderne eigensichere Geräte können Hunderte oder sogar Tausende von Messungen pro Sekunde durchführen und erfassen so vorübergehende Veränderungen, bevor diese den Analysator erreichen. Sie können Sollwerte über MODBUS RTU oder ein einfaches analoges 4–20-mA-Signal aus der Ferne überwachen oder anpassen – genau das erwarten Bediener heute: eine schnelle, stabile Steuerung mit hoher Transparenz.
F: Die Wartung scheint bei diesen manuellen Systemen eine wiederkehrende Herausforderung zu sein. Wie würde es aussehen, sie durch digitale Lösungen zu ersetzen?
Bei diesen [eigensicheren] Geräten gibt es weniger bewegliche Teile und keine Glasröhren oder Schwimmer, die gereinigt werden müssen. Sie bleiben länger kalibriert und entsprechen in der Regel der Schutzart IP 66 oder höher, sodass Staub und Feuchtigkeit kein Problem darstellen. Die zusätzlichen Diagnosefunktionen sind ebenfalls hilfreich, da Sie ein sich anbahnendes Problem oft schon aus der Ferne in Ihrem System erkennen können, bevor Sie sich tatsächlich zum Gerät begeben und die Fehlerbehebung vornehmen müssen.
F: Die Installationszeit und -komplexität sind ein weiterer wichtiger Kostenfaktor. Wie sieht das in der Praxis aus?
Integrierte eigensichere [elektronische] Steuerungen vereinfachen dies. Sie montieren nur ein Gerät statt drei und verlegen nur einen Kabelsatz statt mehrere. Bei großen Standorten kann dies den Unterschied zwischen einer mehrtägigen Installation und einer Installation bedeuten, die in wenigen Stunden erledigt ist. Und da das Steuersignal digital oder analog sein kann, passen sie in bestehende DCS-Architekturen, ohne dass das System umgestaltet werden muss.
F: Die Einhaltung der EPA-Vorschriften stellt hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Analysegeräten. Inwiefern spielen dabei die Durchfluss- und Druckstabilität eine Rolle?
Was den Durchfluss und die Druckstabilität betrifft, so führen Druckschwankungen oder ungleichmäßiger Durchfluss zu fehlerhaften Messwerten und Kalibrierungen. In Systemen, in denen Abfackelungen stattfinden, können Rückdruckspitzen Gas zurück in den Analysator drücken und Ihre Daten verfälschen. Mit einer schnellen digitalen Regelung mit geschlossenem Regelkreis können Sie einen konstanten Durchfluss und Druck aufrechterhalten, sodass der Analysator immer die gleichen Bedingungen vorfindet. Diese Konsistenz sorgt dafür, dass Sie die Vorschriften einhalten und Strafen vermeiden.
F: Die eigensichere digitale Steuerung scheint die Konstruktion von Probenahmesystemen grundlegend zu verändern. Was ist heute anders als noch vor zehn Jahren?
Jetzt gibt es digitale Optionen wie eigensichere Geräte und Instrumente der IS-Serie, die ohne zusätzliche Infrastruktur direkt in der Gefahrenzone eingesetzt werden können. Bei Bedarf können Sie während des Betriebs weiterhin mit ihnen interagieren, aber die Wartung wird wesentlich einfacher – es müssen keine speziellen Gehäuse geöffnet werden, es sind keine Spülroutinen erforderlich und es sind weitaus weniger Besuche vor Ort erforderlich, um grundlegende Messwerte zu überprüfen.
F: Was steht als Nächstes für die Prozessanalyse und -steuerung an?
Der nächste Schritt ist die Intelligenz, bei der all diese neuen Daten für vorausschauende statt reaktive Maßnahmen genutzt werden. Wenn Sie schon im Voraus wissen, wann etwas schiefgehen wird, können Sie Betriebszeit und Kosten sparen.
Letztendlich haben sich die Ziele nicht wirklich geändert: Die Branche möchte weiterhin die Sicherheit der Menschen gewährleisten, die Genauigkeit der Analysegeräte sicherstellen und eine hohe Verfügbarkeit aufrechterhalten. Was sich geändert hat, ist, dass wir nun endlich über die Tools verfügen, die all diese drei Dinge einfacher machen, während wir remote arbeiten.
Ich glaube, dass die Zukunft den Daten gehört, und die einzige Frage ist nun, wie weit wir mit ihnen gehen können.
F: Danke für deine Zeit, Bobby.
Natürlich, danke für die Einladung!
Bobby Singh ist seit 2007 im Bereich Prozessautomatisierung und Instrumentierung tätig und hat sich eine Karriere aufgebaut, die sich über Industrie- und Energiemärkte erstreckt. Er begann bei einem Herstellervertretungsunternehmen, das Produkte für Mechanik, Instrumentierung und Analyse unterstützt, und kam 2011 zu Emerson Process Management. Dort konzentrierte er sich auf MicroMotion Coriolis, Rosemount Magmeters und Vortex Meters und betreute große Hersteller wie Exxon, Shell, Dow, Monsanto, Chevron und Marathon, um die Prozesssicherheit und -effizienz zu verbessern.
Später wurde er Regional Sales Manager bei AMETEK Process Instruments, wo er Vertriebspartner im gesamten Südosten der USA unterstützte und sein Fachwissen über Prozessanalysatoren und integrierte Systeme erweiterte. Im Jahr 2021 gründete er Kaizen-Steuerungen und Automatisierung, ein unabhängiges Handelsunternehmen, das sich auf die Bereitstellung innovativer Analysegeräte, Messinstrumente und Steuerungslösungen für die Prozessindustrie spezialisiert hat – ein Spiegelbild seines kontinuierlichen Engagements für kontinuierliche Verbesserung und praktische, ergebnisorientierte technische Unterstützung.
Die von Bobby Singh geäußerten Ansichten sind seine eigenen und spiegeln nicht unbedingt die Überzeugungen von Alicat Scientific wider.