Sistema de Monitoreo de Variables Operativas para la Distribución de Aceite Crudo

PEMEX Exploración y Producción está encargado de explorar, producir, transportar y comercializar los hidrocarburos que se extraen en México. A través de la Gerencia de Transporte y Distribución de Hidrocarburos en la Región Sur tiene la responsabilidad de transportar y distribuir aceite crudo de los tipos Olmeca, Istmo y Maya. Diariamente se transportan y distribuyen en promedio 1,520,000 barriles, lo que representa un porcentaje de participación del 43% de la producción nacional. En términos económicos, este volumen de distribución representa el equivalente a 3 billones de dólares en aceite crudo. La determinación precisa de estos volúmenes se logra a través de la operación y supervisión de los sistemas de medición electrónicos que están instalados. Sin embargo, la coordinación operativa de la distribución de aceite entre los Activos de Producción y la Gerencia de Transporte y Distribución de Hidrocarburos Región Sur,  así como  entre las  regiones y la sede,  se realiza  por  medio  telefónico y correo electrónico. Esto abre la necesidad de contar con un sistema integrado de monitoreo remoto y de bajo costo que mejore la coordinación entre estos organismos y que, además, aproveche los sistemas existentes de medición de las variables operativas asociadas con el transporte y distribución del aceite crudo.

Descripción de la Aplicación:

Para implementar el sistema de monitoreo y manejo de aceite crudo, llamado SIMVO (Sistema de Monitoreo de Variables Operativas), se partió de las siguientes premisas:

-          Comunicación sencilla: El sistema debía de enlazar las diferentes redes de comunicación a través de protocolos y estándares industriales. Para esta aplicación, se optó por utilizar OPC (OLE for Process Control) para la comunicación entre las diferentes estaciones.

-          Bajo costo: Para poder reducir el costo total del proyecto, se decidió desarrollar el proyecto con el personal del grupo de ingeniería interno de PEMEX.

-          Uso de infraestructura existente: Debido a que ya se contaba con una intranet y sistemas de medición, control y monitoreo, el SIMVO debía de ser capaz de aprovechar la instrumentación en campo existente.

-          Seguridad de la red: Con la finalidad de proteger la red informática, se decidió separar la red industrial y así prevenir contra virus, acceso de personal no autorizado, e incompatibilidad de versiones.

Después de evaluar diferentes opciones de software disponibles en el mercado para diseñar e implementar el SIMVO, se decidió utilizar NI LabVIEW y su Módulo de Datalogging and Supervisory Control (DSC). Este ambiente de desarrollo cuenta con varias características que resolvieron específicamente las necesidades del proyecto. Por un lado, LabVIEW junto con su módulo de DSC es compatible con la especificación de OPC para trabajar como un cliente así como un servidor; esto nos permitió comunicarnos con los diferentes instrumentos de campo existentes y entre las distintas estaciones locales de monitoreo. Además, debido a que es un ambiente de desarrollo totalmente gráfico, fue sencillo para el grupo de ingeniería interno desarrollar toda la aplicación, desde la comunicación con los sistemas de medición hasta la interfaz del operador y la generación de reportes.

Este sistema se comenzó con la programación de las diferentes estaciones de operación que se conectan a la instrumentación ya existente (ver Figura 1). En total se instalaron 12 estaciones de trabajo, cada una corriendo un servidor de OPC diferente dependiendo de los instrumentos a los cuales se conectaban. Algunos de los dispositivos a que se hizo conexión son U.T.R. ROC 364, computadores de flujo Omni 6000 y Daniel 2500, controladores Bristol DPC 3330 y un sistema de control distribuido de la Serie I/A de Foxboro. En cada una de las estaciones se implementó una aplicación desarrollada con LabVIEW y su módulo DSC que desplegaba los valores en tiempo real y las tendencias históricas de las diferentes variables que se monitoreaban.  Finalmente, todas estas estaciones remotas se conectaron a la Intranet de PEMEX y todas las variables se pusieron disponibles en la red a través del Tag Engine de LabVIEW DSC.

La estación principal del sistema SIMVO se desarrolló para que tuviera la capacidad de monitorear las variables operativas de las 12 estaciones remotas (ver Figura 2); en total, el sistema contaba con 3,000 etiquetas.  Además, éste contó con funcionalidad adicional no presente en las otras estaciones como registro y visualización de tendencias históricas a través de gráficas; escritura en disco a la base de datos de Citadel de National Instruments con integración a bases de datos empresariales; y envío automático de alarmas y eventos por correo  electrónico.   Por último, se  utilizó  también el  Report  Generation Toolkit para Microsoft

Office para generar, de manera automática, reportes personalizados en documentos de texto y hojas de cálculo con la información pertinente.

Conclusiones

Debido a las características de facilidad de uso y conectividad de LabVIEW, fue posible integrar toda la instrumentación de campo y diseñar el sistema de monitoreo rápidamente y a un bajo costo.  Una de las principales ventajas de utilizar LabVIEW fue su facilidad de uso para comenzar a desarrollar la aplicación.  Además, a diferencia de los paquetes de desarrollo de otros proveedores, sólo fue necesario utilizar LabVIEW y su módulo de DSC para integrar los diferentes dispositivos de medición en el campo y comunicar la base de datos con la red empresarial de PEMEX.

Desde que se finalizó la primera parte de este proyecto (que incluyó la instalación de las primeras 12 máquinas), se vieron varios beneficios. Por un lado, se aceleró el proceso de toma de decisiones para reaccionar ante sucesos no deseados al contar con datos en tiempo real de todo el proceso de distribución. Además, se logró una mejor comunicación entre los diferentes centros de suministro y distribución de aceite crudo lo que se ve reflejado en un control más preciso de los inventarios de crudo. Esto resultó clave, ya que un error en las mediciones de 1% representaría potencialmente pérdidas diarias de alrededor de 1 millón de dólares diarios. Finalmente, gracias a las capacidades de generación de reportes de LabVIEW, se agilizó la generación de reportes diarios y la consulta del promedio diario de volúmenes de distribución.

 Han sido tales los beneficios del sistema SIMVO que ya se tiene contemplado en un futuro agregar más estaciones a la red de monitoreo, además de comenzarlo a aplicar también en otras áreas de PEMEX, como la distribución de gas.

Información del Autor:

Martín Fernández Corzo
Petróleos Mexicanos
PEMEX Exploración y Perforación
Villahermosa, Tab.
Mexico
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