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石油・ガス産業における柔軟でスケーラブルな遠隔監視のための正しい基盤

2020/12/21

リモート資産監視および制御のためのエッジコンピューティングソリューションの展開、監視、管理を簡単に実現。

正確なデータをリアルタイムで可視化することは、石油・ガス産業の生産や安全性と効率性、そして特に現場の資産にとっては非常に不可欠な要素となります。石油・ガスの現場では、効果的な運用を行うため多数の機器が必要とされ、その多くは遠隔地の無人の場所で機能することが求められます。このことは、機器のプロセスを監視・制御するために設置されている従来のSCADAシステムに多くの課題をもたらしています。

リモートモニタリング（監視）のためのエッジコンピューティングソリューションを導入することで、エネルギー会社は油田の資産やプロセス（24時間365日の可視性）を、コスト効率の高い形で提供することができます。これにより、以下のような様々なメリットを得ることができます：

  • 安全プログラムの改善
  • 効率性の向上
  • 資本支出の削減
  • 少ないトラックロールでより速い応答時間
  • 環境コンプライアンスの強化

リモートアセット接続を有効にすることで、現場のオペレーターを継続的に現場に配置する必要性を最小限に抑え、潜在的に危険なシナリオに人員を配置する必要性を減らし、バックオフィスチームとフロントオフィスチーム間での運用とメンテナンスの連携を強化することができます。

ポンプジャックの監視と制御ソリューション

例えば、あるエネルギー会社の顧客は最近、油田のポンプジャックの動作を遠隔で監視・制御するソリューションを必要としていました。ポンプジャックは、自噴しない井戸から機械的に原油を取り出すために使用され、その機能が石油生産の鍵を握っています。ポンプジャッキの監視やメンテナンスを継続的に行うことは不可能であり、トラックロールも高価なものとなっていました。このお客様は、不必要な現場訪問を防ぐために、遠隔地からの視認性を提供できるソリューションを必要としていました。

正しい解決策を見つける

アドバンテックと ZEDEDA 社は、将来の拡張のための柔軟性を備えたリモート監視ソリューションの展開と管理のために最適化された単一の基盤ソリューションを共同で提供しました。産業用IoTシステムのドメインに特化したパートナーとして、アドバンテックとZEDEDA社は、あらゆるユースケースに対応した柔軟でスケーラブルなIoTエッジコンピューティング基盤を提供できます。

ZEDEDA社は、スケーラブルでクラウドベースの『エッジ・オーケストレーション・ソリューション』をIoTとして提供します。それは、データ収集、インテリジェントな接続性、エッジ処理、制御と安全なバックホールのために使用されるアドバンテックの産業用ハードウェアのゼロタッチ展開と管理を可能にします。この組み合わせにより、お客様は、エッジコンピューティングのユースケースのリモートオーケストレーションにより、迅速に環境を近代化することができます。

ZEDEDA社とアドバンテックは、管理可能で保護された拡張性のあるポンプジャック監視ソリューションを導入しました。このソリューションにより、顧客はリアルタイムでデータを収集し、それに基づいて行動することができました。ローカルエッジ処理により、貴重なネットワーク帯域幅を節約し、ネットワークの状態に関係なく稼働時間を維持するために自律的な操作を確保することができました。

この特定のユースケースでは、ポンプジャック制御アルゴリズムを展開するため、ZEDEDA社の『エッジ・オーケストレーション・ソリューション』を活用したアドバンテックの UNO-2372 エッジコンピュータ が使用されました。アドバンテックの UNO-2000 シリーズ エンベデッド・オートメーション・コンピュータは、堅牢性が高く、ファンレスで、モジュラー設計を採用しています。また、UNO-2372Gのモジュール性は、次のような多くのパフォーマンスとコスト削減の利点を提供しています：① 不要な機能や費用の排除、② 生産と納入の加速、③ 迅速な展開と統合、④ システムのダウンタイムとメンテナンスコストの削減、⑤ 将来のアップグレードと拡張機能サポート...他。

さらに、アドバンテックのAMAXシリーズの EtherCAT I/O は、機器上のセンサやアクチュエータへのインターフェースとして使用されています。 AMAX-5000インフラストラクチャモジュールは、EtherCAT ネットワークの電源システムを構築し、サードパーティデバイスに対応するため EtherCAT ネットワークを拡張します。

ゼロタッチプロビジョニング

システムのセットアップは、ゼロタッチのプロビジョニングで簡単に完了しました。ZEDEDA 社とアドバンテックのソリューションでは、フィールドでのエッジコンピュートノードのインストールには、ITの専門知識や事前の設定は必要ありません。エンドユーザとなるお客様には、ZEDEDA 社のベアメタルエッジOSがプリロードされたアドバンテックのハードウェアに電源とネットワークを接続するだけで、同社のクラウドに接続し、関連する設定情報を受け取ることができます。モバイルアプリは、セットアッププロセスをさらに簡素化するために利用可能です。搭乗すると、顧客は ZEDEDA 社のアプリストアから必要なアプリをデプロイすることができます。

利用可能なアプリは顧客（エンドユーザ）側でカスタマイズし、構成テンプレートを作成して複数のロールアウトを簡素化することができます。このユースケースでは、お客様が CODESYS を利用して独自の制御アプリケーションを作成しましたが、このソリューションでは、社内のイノベーションとサードパーティのソフトウェアの任意の組み合わせに対応しています。

この共同ソリューション事業により、ユーザー側は、オンプレミスまたはクラウドシステムで、アドバンテックのハードウェアの安全な展開と管理を簡素化することができます。また、ZEDEDA 社はロックインを防ぎ、独自のセキュリティ上の利点を提供する Linux Foundation のオープンソース『EVE オペレーティングシステム（OS）』を活用しています。

セキュリティ

この『EVE OS』は、アドバンテックのハードウェアのTPM（Hardware-root-of-trust）に基づいて暗号ベースのIDを作成し、これによりローカルのユーザ名とパスワードを排除しています。これにより、現場でのデバイスへの直接アクセスを防ぐことができます。物理的な改ざんに対する追加の対策として、I/Oポート（USBなど）をリモートで無効にすることができます。測定された起動から、静止時と移動時のデータの暗号化まで、すべての機能はこの信頼性のアンカーの上に構築されています。ZEDEDA 社のソリューションは、適切なデータフローを確保するための分散型ファイアウォール機能も提供しています。

将来を見据えた柔軟性

ポンプジャック操作のリモートモニタリングの導入に成功したことに加え、将来の拡張性を考慮した柔軟性も兼ね持つシステムであることも重要でした。ZEDEDA 社とアドバンテックの共同開発したエッジコンピューティング基盤は、新しいアプリケーションとレガシーアプリケーションの任意の組み合わせで動作する拡張性と柔軟性に対応できた理想的な仕組みでした。同じインフラストラクチャは、フレア検知、炭化水素リーク検知、タンクガス監視、タンクバッテリー貯蔵監視、LACTメーター監視、ガスメーター監視など、様々なオペレーションにおける石油・ガス産業の追加アプリケーションに使用することができます。

この共同基盤によって提供される柔軟性には、データの取り込み、SCADA、HMI、または仮想マシンの Windows で実行される履歴アプリケーションなどのレガシーソフトウェア投資の両方をリモートで展開および管理するための ZEDEDA 社のサポートと、最新のエッジコンピューティングハードウェア上の新しいコンテナ化されたアプリケーションが含まれます。 その結果、ハードウェア、アプリケーション、およびクラウドの任意の組み合わせを使用した異種の運用環境で、一貫性のある合理化された展開とオーケストレーションのエクスペリエンスが実現します。

リモート監視とIoTエッジコンピューティングのための堅牢な基盤

ZEDEDA

IoTエッジでの可視性、制御、セキュリティのための自動化されたIoTエッジオーケストレーション

  • ZEDEDAは、ハードウェア、EVE OS、コンテナ化されたアプリケーションとレガシーアプリケーションの任意の組み合わせを同じデバイス上で完全にライフサイクル管理いたします。
  • クラウドベースのソリューションにより、お客様はあらゆるエッジコンピュートノードをシームレスに導入・管理し、IoTデータの価値を瞬時に引き出し、リアルタイムの意思決定を行い、運用効率を最大化し、新たなビジネス成果を促進することができます。
ZEDEDA社について（英語のみ）

アドバンテック

エッジコンピュート、接続性、データ収集、制御のための産業的に実証されたハードウェア

  • UNO-2372 - Intel® Atom® E3845/ Celeron® J1900, 2 x GbE, 4 USB, 4 COM, 2 x mPCIe, HDMI, DP 搭載 小型モジュラー・ボックス・プラットフォーム
  • C-PCM-24S24G-1A-1 iDOOR モジュール AT&T の LTE Cat 1 用 - すぐに統合できる LTE エンド・デバイス内蔵セルラー・モデム
  • AMAX-5000 - Core i クラスで最小のプログラマブル・オートメーション・コントローラ（PAC）を搭載した EtherCAT Slice I/O およびコントローラ
UNO-2372 について
C-PCM-24S24G-1A-1 について
AMAX-5000について

システム構成図

掘削現場でのポンプジャックの監視と制御のためのリモート、リアルタイム監視アプリケーションアーキテクチャ。

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