Saudi Aramco Abqaiq entre en partenariat avec Integration Objects pour l’optimisation des opérations de l’usine
July 28, 2009
Source de l’article
DownstreamToday
Saudi Aramco
Etant le leader mondial de la production de pétrole brut, les opérations de Saudi Aramco couvrent les industries d’énergie du monde entier. Nous couvrons un large réseau de raffinage et de distribution et sommes responsables du traitement et du transport du pétrole et du gaz dans le secteur de carburant en l’Arabie Saoudite. Ceci nous permet de dire que nous contribuons au fait statut de l’Arabie Saoudite comme leader mondial de l’exportation pétrolière. Etant la plus grande installation de traitement de pétrole de Saudi Aramco et la plus grande usine de stabilisation de pétrole brut du monde, les usines d’Abqaiq jouent un rôle primordial chez Saudi Aramco avec notre capacité de production de pétrole brut de plus que 7 Millions de barils par jour. Une telle exploration, production et exportation large et sophistiquée requière à des entreprises comme Saudi Aramco d’utiliser une technologie de pointe car, même en cas d’arrêt de production imprévu à courte durée peut résulter en des millions de dollars de perte. Heureusement, grâce à l’aide qu’apporte Inegration Objects avec ses produits OPC et ses services d’intégration puissants et fiables, les technologies de gestion des procédés, des données et des alarmes chez Saudi Aramco en général, et dans les usines Abqaiq en particulier, sont sans égale dans l’industrie pétrolière.
C’est le moment de changer
Les complexités et la diversité des besoins sont des points à prévoir pour tout grand producteur de pétrole avec d’importantes opérations d’usine. De telles complexités grandissent lorsque les opérations de l’usine progressent, les technologies sont mises à jour et les besoins des systèmes de l’entreprise évoluent.
Dans cet esprit, les ingénieurs des usines d’Abqaiq ont suivi de près les tendances des technologies industrielles et ont recherché une technologie ouverte et confirmée, capable de protéger l’infrastructure existante et d’ouvrir le chemein à de futures expansions. Plusieurs alternatives et produits ont été testés afin d’identifier l’approche la plus pratique et la plus faisable qui aligne l’infrastructure de l’usine d’Abqaiq aux progrès rapides dans l’industrie. L’usine de Saudi Aramco d’Abqaiq posait un ensemble d’exigences strictes et compliquées afin d’assurer la continuité du flux des données de procédés. Integration Object a été sélectionnée parce qu’elle a été capable de répondre aux exigences rigoureuses et complexes ded usined d’Abqaiq consistant entre autre à intégrer 23 connexions point à point basées sur les plateformes VMS et Unix qui ont connectées tous les Systèmes Numériques de Contrôle-Commande (SNCC) et d’autres iles d’automatisation au PIMS (Plant Information Management System).
Schéma 1: Architecture système original d’Abqaiq
Il n’est pas rare de trouver de telles architectures complexes dans un de grands systèmes d’usine où les opérations, et donc necessairement les structures de soutien, se développent au cours du temps. Pour les usines d’Abqaiq, même si chaque connexion point à point répond à un besoin particulier, le système d’architecture global était lourd et coûteux pour la mise à jour et la maintenance. En effet, à ce moment-là VMS a été pratiquement éliminée du marché de l’industrie, ce qui a rendu l’interopérabilité et les pièces de rechange difficiles à trouver. Les changements dans mes SNCC (mises à jours, remplacements) ont impacté la communication entre les applications et chaque changement a également exigé l’implémentation de nouvelles interfaces point à point. Ceci nous a permis de réaliser rapidement que chaque interface point à point requiert une maintenance spécifique, des pièces de rechange et la conservation de l’expertise sur site qui ajoute des coûts élevés au budget opérationnel. Un facteur de plus de complexité a été notre détermination à aller en avant dans l’exploration et dans le test des technologies de toutes les applications bénéfiques qui visent à optimiser nos opérations quotidiennes.
Une fois que nous avons décidé qu’il était temps de mettre à niveau et d’améliorer l’efficacité des interconnexions SNCC, et suite à une évaluation approfondie et a des tests de plusieurs produits, nous avons trouvé la solution d’Integration Objects.
Nos principales exigences étaient les suivantes :
– L’utilisation de solutions industrielles standards
– La simplification de l’architecture globale du système
– L’implémentation d’une architecture plus flexible qui puisse être facilement adaptée aux futurs changements des systèmes de contrôle de l’usine
– L’amélioration de la fiabilité et de la robustesse
– La migration du MIS de l’usine de Unix et OpenVMS vers Windows
Une solution Intégrée
Par le suivi de ces lignes directrices et la prise en considération des besoins et des complexités de nos spécificités opérationnelles, l’équipe d’ingénieurs des usines Abqaiq, les intégrateurs de systèmes et les ingénieurs de projets d’Integration Objects ont implémenté une solution avec l’architecture finale suivante :
Schéma 2: Architecture système des usines Abqaiq
OPC a été identifiée comme la solution industrielle standard capable de simplifier toute l’architecture du système. Chaque SNCC expose ses variables sur un serveur OPC fourni par le fabricant du SNCC et l’échange des données est effectué en utilisant des clients OPC qui accèdent aux données dans les serveurs. L’approche OPC Client-Serveur crée également un système plus flexible qui peut être utilisé en cas de futurs changements.
Afin de simplifier l’architecture du système, les ingénieurs ont installé une configuration materielle redondante en exécutant une infrastructure virtuelle (logiciel de virtualisation VMWare). Deux serveurs virtuels ont été déployés sur une configuration redondante, chaque serveur hébergeant 10 machines virtuelles différentes, une pour chaque serveur OPC. Ces serveurs ont été configurés en deux unités, la première agit comme une machine principale et la seconde, géographiquement localisée sur un autre site, comme une machine backup. Parce que les serveurs OPC ne peuvent pas communiquer directement entre eux, l’échange des données inter-SNCC a été fourni par l’installation d’OPC Data Transfer d’Integration Objects qui est un logiciel prêt à l’emploi utilisé pour le transfert des données en temps réel. OPC Data Transfer résout le problème mentionné ci-dessus car il configure et suit le transfert de données bidirectionnel entre les serveurs OPC, ainsi tous les procédés sont intégrés.
La communication entre l’historien de l’usine OSIsoft PI et les serveurs OPC des SNCC a été basée sur les interfaces PI-OPC d’OSISoft qui se composent de clients OPC capables de gérer la redondance des serveurs OPC et leur basculement. La redirection des clients aux serveurs appropriés est automatiquement effectuée. A ce stade, il a été nécessaire d’assurer la redondance des clients afin de garantir qu’ils ne puissent pas devenir des points de défaillance uniques durant les opérations quotidiennes. Ce besoin a été comblé en les installant sur des serveurs exécutant le logiciel Marathon EverRun. Ce logiciel synchronise deux serveurs standards de Windows pour créer un environnement d’application unique qui s’exécute simultanément sur les deux serveurs, maintenant ainsi la disponibilité en toute circonstance.
Le dernier sujet important abordé par les intégrateurs de système a été lié à la sécurité et à l’efficacité de la communication OPC. Les intégrateurs de système ont expliqué que la couche DCOM utilisée par OPC peut ajouter des problèmes additionnels à la configuration de la machine et créer des failles de sécurité dans l’architecture du réseau. La nouvelle architecture implémentée pour les usines d’Abqaiq de Saudi Aramco constituée de plusieurs serveurs et clients OPC distribués sur 3 réseaux différents auraient généralement exigé une configuration complexe et longue de DCOM à tous ces niveaux. En outre, les faiblesses de sécurité de DCOM pouvaient exposer le réseau de procédés à des attaques externes. Afin de résoudre ces problèmes, le logiciel de tunnel OPC OPCNet Broker (ONB) d’Integation Objects a été inclu dans l’architecture du système. ONB convertit les appels COM en appels .Net, ce qui résout les problèmes pouvant être crées par l’utilisation de COM/DCOM. Ce package de Tunnel OPC est installé à la fois du côté client et du côté serveur afin qu’ils puissent communiquent en sécurité et que les problèmes de configuration DCOM soient éliminés.
En utilisant OPCNet Broker d’Integration Objects, pour accéder au serveur, le client indique tout simplement l’adresse IP et le port sur lequel le serveur va écouter, ce qui aide à éviter les failles de sécurité causées par des ports ouverts inutilement. Le client obtient ces informations à partir d’un fichier de configuration téléchargeable facilement (fichier XML par exemple) et aucune autre configuration n’est nécessaire.
Etant donnée la nature critique des opérations des usines Abqaiq, la sécurité était un domaine clé qu’il fallait considérer. Comme les données collectées sur le réseau à partir de différentes sources d’automatisation peuvent affecter la disponibilité et la confidentialité des données, il était nécessaire que les données soient cryptées avec un accès externe limité aux utilisateurs et un aux applications. OPCNet Broker a fourni ces fonctionnalités en assurant l’intégrité des données grâce au cryptage / décryptage et à l’authentification des utilisateurs pour éviter les accès non autorisés.
Schéma 3: La solution des usines Abqaiq d’Integration Objects
Implémentation du projet
Etant données l’ampleur et la sensibilité de la mission, le projet a été mis en œuvre sur deux phases principales. Durant la première phase, trois SNCC ont été ciblés pour l’interfaçage SNCC-PI et deux autres pour l’échange de données avec des systèmes tierces via OPC. Cette première implémentation a inclue le test des performances et de la fiabilité de l’architecture proposée. Une fois le succès de la première phase acquis, la deuxième phase a commencé en incluant l’interfaçage de tous les SNCC restants avec l’historien de l’usine à travers les interfaces PI-OPC et la mise en place de toutes les communications inter-SNCC via l’applications OPC Data Transfer.