通过虚拟化实现的 HMI 升级帮助 Petroamazonas 减少停机时间

背景

Petroamazonas 是厄瓜多尔的顶级石油生产商，占该国石油生产总量的将近三分之二。2013 年，与 Petroecuador EP 合并后，该公司的生产速度提升到了原来的两倍多，达到了当前的水平，即每天大约 355,000 桶。

该公司的总部位于厄瓜多尔的首都基多，该公司在厄瓜多尔 17 个不同的运营点开展石油开采、开发和生产业务。其中大多数运营点都位于厄瓜多尔东半部丛林茂盛的奥里恩特盆地。

公司的大多数运营点以前都是由不同的石油和天然气公司经营的。这些公司获得或开发运营点，经营该运营点一小段时间，然后将其转交给 Petroamazonas。结果，这些运营点严重缺乏标准化的流程或设备。

Petroamazonas 需要对其系统和流程进行标准化以提高效率，并简化维修和维护工作。为了改善整个企业中的连接性，该公司与 Rockwell Automation 合作，对其 HMI 基础设施进行标准化，并对其服务器进行虚拟化，以减少停机时间和设备费用。

挑战

Petroamazonas 获得了两个新的生产运营点：Eden Yuturi 油田和 Indillana 油田，这两个油田每天的石油产量大约是 81,000 桶。该公司获得所有权后，很明显，人机界面 (HMI) 基础设施（在两个运营点之间是一致的）已经过时且需要升级或替换。HMI 软件平台不稳定，并且操作系统已经过时，缺少许可证且串行密钥重复。物理服务器也超过了他们的保修期限。

“基础设施不再可靠，这给我们的工厂操作员带来了很多实际问题。”Petroamazonas 技术应用主管 Javier Maldonado 说道，“情况已经严重到了他们每天都要报告运营点出现的问题的地步。系统崩溃情况经常出现，这就需要重启服务器，因为备用服务器还没有到位，而重启需要 40 分钟，会造成长时间的停机。”

现有的基础设施可以向工厂员工提供的信息是有限的。操作员很难采集并分析历史数据，也就无法根据这些数据发现趋势并改善运营点运营情况。

与此同时，Eden Yuturi 和 Indillana 油田的石油和天然气应用在规模和需求方面不断地增长。因此，必须扩大这些工厂，并且还需要更多的标签、报警和服务。这导致了运营点的物理数据服务器增多，进而使数据中心接近最大产能。

Petroamazonas 希望增加他们这两个运营点的 HMI 基础设施的可用性、可靠性和可维护性，同时优化他们的公司资源。

解决方案

Eden Yuturi 和 Indillana 这两个新运营点已经开始使用 Rockwell Automation 的基础硬件，其中包括 Allen-Bradley^® ControlLogix^® 和 CompactLogix^™ 控制器。最终，考虑到软件的兼容性以及与现有硬件集成的容易程度，Petroamazonas 选择使用 Rockwell Automation 的 FactoryTalk^® View 和 FactoryTalk Historian 软件来满足其性能、可见性和数据管理需求。

FactoryTalk View 人机界面软件使用常见的外观、感受和导航风格来帮助 Petroamazonas 减少开发和培训时间。该软件可用于从单一机器应用到整个企业范围内的管理级别应用的所有应用，并且还使 Petroamazonas 员工可以访问实时和历史数据。

Rockwell Automation 从其位于瓜亚基尔的厄瓜多尔办事处为该项目提供支持，并且还为软件中大多数被替换的部分提供许可变更。

Maldonado 和他的团队没有选择在这两个运营点的陈旧物理基础设施上准备、测试和部署新的 HMI 架构，进一步为已经拥堵的数据中心增加负担，而是选择了一种全新的方法 — 虚拟化。Rockwell Automation 与 Petroamazonas IT 团队一起将 HMI 平台从这两个运营点的物理服务器移植到虚拟服务器。

“虚拟化提供了诱人的备份和数据保护功能，并且还使我们的运营更具灵活性，能够适应未来的任何变化。”Maldonado 说道，“我们升级到了现代分布式控制系统，Rockwell Automation 的虚拟化 PlantPAx^® 平台，因为它与我们使用的应用程序兼容，而且我们知道移植过程将更顺畅，对我们的运营造成的影响非常小。”

PlantPAx 过程自动化系统是基于标准化的架构构建的。在虚拟化的系统中，PlantPAx 虚拟图像模板可以提供核心 PlantPAx 系统元素作为预先配置的内置模板。

为了为移植做好准备，Petroamazonas IT 团队在两个运营点中将物理服务器克隆到虚拟服务器，并准备好新的服务器模板。该团队评估了新的虚拟基础设施的存储大小，并验证了这两个架构的存储大小均充裕。Eden Yuturi 油田从八台物理服务器移植到三台物理服务器和 16 台虚拟服务器。Indillana 油田从七台物理服务器移植到三台服务器和 13 台虚拟服务器。

成果

在这两个运营点通过虚拟化升级了 HMI 基础设施后，成果随即便显现出来。

“现在，使用 FactoryTalk 软件采集数据的速度是我们之前系统的 10 倍。”Maldonado 说道，“与我们以前使用的系统相比，这个 HMI 系统更稳定、更可靠，提供的功能更多，这使我们可以更好地监控流程，并帮助操作员在他们的日常操作中作出更好的决策。它还可以帮助我们更好地管理不断增多的标签，现在两个运营点之间的标签的数量大约为 190,000 个。”

虚拟化的基础设施在减少停机时间方面实现了巨大改进。运营点在维护活动期间再也没有出现过停机情况，而且服务器重启时间从 40 分钟缩短到了 5 分钟。使用虚拟服务器取代物理服务器的决定还使公司的资本支出减少了 70%。

实施新服务器所需的时间也大幅减少。实施虚拟服务器大约需要 30 分钟，而实施新的物理服务器则可能需要长达 60 至 70 天。

根据 Eden Yuturi 和 Indillana 运营点的项目成果，Petroamazonas 决定分析该公司其他运营点中使用的 HMI 平台，并且正在向 13 个其他运营点推广该系统以实现完全互联的企业。

上述结果是 Petroamazonas 将 Rockwell Automation 产品和服务与其他产品配合使用实现的。具体结果可能因客户而异。