Ook de petrochemie profiteert van de gemakken van industrie 4.0. De inzet van sensoren, drones, robots en allerhande informatie en communicatietechnologie maakt de branche niet alleen efficiënter, maar ook stukken veiliger. Een laatste toevoeging maakt dat maar weer duidelijk. De ExR-1 Robot voert inspecties uit in ATEX-omgevingen zonder zelf een gevaar te vormen voor de installatie die hij inspecteert.

Nu zijn robots niet geheel nieuw, maar in explosiegevoelige gebieden gelden andere regels. Met name van belang is de ATEX/IECEx-certificering die zeer hoge eisen stelt aan de gebruikte materialen en componenten in een installatie. Samir El Awadi, commercieel directeur van ExRobotics, beschrijft de zorgvuldigheid waarmee de certificering tot stand komt. ‘De ATEX/IECEx-normen zijn ontwikkeld voor stationaire installaties. Om die installaties explosieveilig te maken, maakt men doorgaans gebruik van robuuste en vaak zware componenten. Een inspectierobot die zo lang en ver mogelijk de assets moet inspecteren, moet juist zo licht en mobiel mogelijk zijn. We hebben dan ook zowat alle onderdelen van de robot gedwongen zelf moeten ontwikkelen om ze vervolgens stuk voor stuk te certificeren bij de Amerikaanse keuringsinstantie UL. Vervolgens moesten we ook het productieproces certificeren, net als de samenstelling van de onderdelen. De weg naar een explosieveilige robot was dan ook lang, maar het voordeel is dat we nu wel zeer eenvoudig wijzigingen kunnen aanbrengen in het ontwerp. Normaal gesproken moet je namelijk voor iedere wijziging een nieuwe certificeringsronde doorgaan. Maar omdat onze processen al geborgd zijn, kunnen we een sniffer of bijvoorbeeld infraroodcamera toevoegen zonder de integriteit van het ontwerp aan te tasten.’

Verdachte plekken

NAM krijgt binnenkort de primeur en zal tien ExR-1 robots inzetten voor de inspectie van een aantal onbemande gaswinlocaties. El Awadi: ‘Deze robots worden via een laptop en joystick op afstand bestuurd door de operators van NAM. Normaal gesproken moeten de locaties van de toezichthouder een paar keer per week visueel worden geïnspecteerd. Nu kunnen ze diezelfde inspectie uitvoeren vanuit hun veilige en comfortabele operatorroom. Of zelfs vanuit Brazilië, zoals Shell onlangs nog demonstreerde.’

Om die taak goed te kunnen uitvoeren, is de robot voorzien van één achttien megapixel camera aan de voorkant en twee videocamera’s. Verder heeft de robot een microfoon aan boord en, indien gewenst, een gassensor. Zo nodig kan de camera inzoomen op verdachte plekken, waarna de operator kan beslissen of ingrijpen nodig is. Uiteraard kan een operator ook meters uitlezen of meeluisteren met de robot naar afwijkende geluiden.’

Algoritmes

De configuratie van de robot bij NAM is nog redelijk sober, zegt productie en maintenance manager Joris Grotenhuis van NAM. ‘We kiezen bewust voor een versie die met name geschikt is om onze operationele controles te kunnen uitvoeren. Daarvoor hebben we eigenlijk alleen beeld en geluid nodig. Normaal gesproken loopt een operator over een productielocatie en kijkt en luistert of er afwijkingen zijn. Een robot zou hetzelfde moeten doen en kan bijvoorbeeld ook de stand van een manometer checken. Door een robot in te zetten, besparen we in ieder geval de reistijd van een fieldoperator, alsook van onze werkvoorbereiders die van een afstand de actuele situatie op de site kunnen bekijken, wat zowel de veiligheid als de efficiency ten goede komt.’ De operator doet nog steeds de schouw, dus die tijd win je niet. Maar hij doet dat wel vanaf kantoor.

Grotenhuis: ‘We zijn ons er van bewust dat deze ontwikkeling nog in de kinderschoenen staat, met een heel ontwikkelingstraject voor de boeg. We gaan de komende periode ervaring opdoen en dit concept verder uitwerken. Eerst willen we zelf ervan overtuigd raken dat dit soort controles veilig kunnen worden uitgevoerd met een robot, voor we in gesprek gaan met de toezichthouder om een deel van de controlerondes door robots te laten uitvoeren. Vooralsnog hebben we er ook bewust voor gekozen om de operator live mee te laten kijken, maar het zou best kunnen dat we in de toekomst veel meer data kunnen vastleggen en intelligentie kunnen toevoegen.

Het feit dat we nu een ATEX-veilige robot kunnen inzetten, is voor ons al een eerste stap. We hebben nu tien stuks van deze systemen die op tien locaties worden ingezet. Met name de kleinere remote locaties waar operators minder vaak komen voor operationele handelingen zijn geschikt voor de inzet van robots. Uiteraard willen we weten of we alle informatie kunnen verzamelen die we nodig hebben, maar ook wat de daadwerkelijke tijdsbesparing is.’

Big data, digitalising en remote proactive monitoring zijn voor het concern belangrijke innovatiegebieden om veiligheid verder mee te verbeteren, productie te optimaliseren en kosten te reduceren. Robotisering zou daar een onderdeel van kunnen zijn. Grotenhuis: ‘Door intelligentie aan deze innovatieve technologie toe te voegen, kan dat ook goed uitpakken voor het verder verhogen van de veiligheid en beschikbaarheid van de installaties. Met de juiste algoritmes zou het namelijk mogelijk moeten zijn om vroegtijdig patroonafwijkingen te detecteren en daar op te handelen.’

Klimmen en dalen

Geheel nieuw zijn de robots overigens niet. Het team dat aan deze robots werkte, was ook de grondlegger van de zogenaamde Sensabot. Deze robot inspecteert al sinds 2016 de assets van een productiesite van Shell in Kazachstan. El Awadi: ‘De omstandigheden in Kazachstan zijn met temperaturen van rond de mintwintig graden Celsius behoorlijk extreem. Een inspectie is in deze omstandigheden dan ook geen pretje. In dit soort omstandigheden, waar inspecteurs vaak extra beschermende kleding nodig hebben om hun werk te kunnen uitvoeren, bieden robots een uitkomst. De robots doen hun werk bij temperaturen van min veertig tot plus vijftig graden Celsius en zijn ongevoelig voor eventuele procesgassen.’

Anders dan de ExR-1 robot, kan de Sensabot ook klimmen en dalen. Daarvoor zijn aan de zijkant van de installaties speciale rails aangelegd. Deze robot heeft bovendien een aantal camera’s en sensoren op een uitschuifbare arm, waardoor hij zeer flexibel kan worden ingezet. De ExR-1 is wat eenvoudiger uitgevoerd, maar heeft bewezen voldoende informatie te verschaffen om eventuele risico’s te kunnen detecteren of uitsluiten.

Eenvoudiger en consistenter

Inmiddels wordt ook gewerkt aan een nieuwe generatie robots die meer autonoom werkt. Daarvoor rondde ExRobotics begin dit jaar een succesvolle proef af bij Shell Pernis. Een robot inspecteerde via het zogenaamde ‘follow the line’-principe een deel van de site. Hij volgt een van tevoren vastgelegd traject en legt daarbij beeld en geluid vast, dat daarna kan worden uitgelezen. Behalve dat het inspectiewerk eenvoudiger wordt, wordt het ook consistenter uitgevoerd, waardoor de beelden eenvoudiger te vergelijken zijn met eerdere situaties.’

Uiteraard moet ook een robot worden gevoed, en de robots detecteren zelf wanneer ze naar het docking station moeten. De actieradius is zo’n vijf kilometer op één lading, waar de robot ongeveer twee uur over doet. Daarna zal hij zelf het docking station opzoeken, dat in een veilige zone moet staan. Daar zal het twee dagen duren voor een volledig lege accu weer is geladen.