Exrobotics bouwt explosieveilige robots voor Shell

23 mei 2018 

Inspectie is een fikse kostenpost in de olie- en gasindustrie. Samen met Shell werkt Improvia-divisie Exrobotics aan een explosieveilige robot waarmee operators vanop afstand controles kunnen uitvoeren. De Nederlandse Aardoliemaatschappij neemt de systemen later dit jaar in gebruik.

Shell is partner in de North Caspian Operating Company (NCOC), een consortium verantwoordelijk voor de oliewinning in het Kashagan-veld in het noordelijke deel van de Kaspische Zee. Het is een zeer groot olieveld waarbij de olie ook zwavelhoudend gas bevat. Bovendien komt de olie onder hoge druk uit de grond. Door die uitdagende omstandigheden werkt de NCOC met onbemande bronnen die op afstand worden gecontroleerd.

De eilanden met de boorputten worden zo weinig mogelijk bezocht door NCOC-medewerkers. Waarom sturen we er überhaupt nog mensen naartoe, vroeg Shell zich af. In 2009 startte de Nederlands-Britse energiemaatschappij een project om een robot te ontwikkelen die op de eilanden kan blijven wonen en menselijke bezoekjes tot een minimum beperkt.

Shell, van nature uiteraard geen robotdesigner, riep de hulp in van een specialist. Dat werd het Amerikaanse National Robotics Engineering Center. Het NREC bouwde een eerste prototype, de Sensabot Mark 1. Door onvoorziene omstandigheden dreigde het project op een zijspoor te belanden.

De Exr-1 van Exroboitcs is de geïndustrialiseerde versie van de Sensabot die is ontwikkeld voor het Kashagan-veld in Kazachstan.

Met een zeecontainer vol hardware en een usb-stick vol software klopte Shell aan bij Improvia. De engineers van het Bredase bedrijf constateerden al snel dat het Amerikaanse robotontwerp niet zou voldoen aan de IEC-Ex zone 1-richtlijnen voor explosiegevaarlijke omgevingen. In samenwerking met Shell redesignde Improvia grote delen van de robot. Eind 2016 kon de Sensabot Mark 2 op transport naar Kazachstan.

Afslanken

Shell was zeer te spreken over het resultaat. Het legde bij Improvia het verzoek neer om de inspectierobot te industrialiseren. Shell had ook al een launching customer: de Nam. ‘De Sensabot 2 is een fantastische robot, die alles kan’, zegt Samir El Awadi, directeur van het Improvia-onderdeel Exrobotics, ‘maar hij is wel zwaar en groot.’ De robot weegt een slordige zevenhonderdvijftig kilo en bevat precies de goede sensoriek voor de situatie in Kazachstan. De benodigde investering van een miljoen euro is daar vlot terugverdiend. Het kost immers kapitalen als een site down gaat voor inspectie.

De businesscase van de NCOC is echter compleet anders dan die van de Nederlandse Aardoliemaatschappij. De Nam heeft verspreid over Nederland vele tientallen locaties die wettelijk twee tot drie keer in de week moeten worden geïnspecteerd. ‘Inspecteurs doen hun ronde, maar kunnen onder meer door files hun geplande ronde niet altijd afwerken’, vertelt El Awadi. ‘Dat kost natuurlijk veel tijd en geld, dus is de Nam op zoek naar een creatieve, innovatieve oplossing.’

Exrobotics ging aan de slag om de Sensabot te versimpelen. De Nam heeft alleen visuele inspectie nodig. De Bredase engineers zetten dus een streep door veel hardware, waardoor de robot afslankte tot ongeveer zeventig kilo. Onder meer de dure gasdetector werd verwijderd. Tegelijkertijd maakte Exrobotics het systeem modulair. ‘Afhankelijk van de opties die je kiest, kost onze Exr-1-robot tussen de vijftig- en honderdduizend euro’, aldus El Awadi. ‘Daarmee hebben inspecteurs een instrument in handen waarmee ze hun werk gemakkelijker en veiliger kunnen uitvoeren.’

Kwalijke vonk

Een robot die je op afstand kunt bedienen: het lijkt simpel. De crux zit in de IEC-Ex zone 1-certificatie en dat is een kwestie van lange adem. Door een goede band met de Amerikaanse certificeringsorganisatie UL is Exrobotics erin geslaagd om de robot aan de richtlijnen te laten voldoen. ‘Op componentniveau’, benadrukt El Awadi. ‘Elke afzonderlijke en essentiële module is Atex-proof. Dat is uniek in de markt.’ Het zorgt ervoor dat Exrobotics sneller modulair kan produceren, omdat het niet voor elke mogelijke configuratie een nieuw certificaat hoeft te regelen.

Alle modules van de Exr-1-robot hebben een eigen IEC-Ex zone 1-certificaat.

UL stelt onder meer hoge eisen aan de documentatie en de traceerbaarheid van de componenten. Het is een dure aangelegenheid, omdat Exrobotics heel veel onderdelen moet laten testen. En die tests zijn soms destructief, omdat UL wil checken of een module inderdaad bestand is tegen een inwendige explosie. Het gaat zo ver dat de IEC-Ex-richtlijnen bijvoorbeeld eisen stellen aan de gebruikte lak. Statische elektriciteit zou immers ook een kwalijke vonk kunnen opleveren. El Awadi: ‘Het lijkt soms een beetje overdreven, maar een vonkje op het verkeerde moment, op de verkeerde plaats kan desastreuze gevolgen hebben.’

Exrobotics werkt zo veel mogelijk met bestaande componenten, waarvoor het zelf de Atex-certificering regelt. Er bleven echter een paar onderdelen over die het zelf moest ontwikkelen. Onder meer voor de casing van de batterijen en de motor moest Exrobotics vanaf scratch een design maken.

Groot bereik

De Exr-1-robot doorstond eerder dit jaar een belangrijke test waarbij het systeem in Nederland werd bestuurd vanuit Brazilië. Operator Berry Mulder, roboticaspecialist bij Shell, had in Rio de Janeiro de beschikking over een gameconsole en beelden van robotcamera’s om het systeem aan te sturen. De robot en de computer waren verbonden via Shells gasten-wifi in Rio en het publieke 4g-lte-netwerk in Nederland.

‘Ik kon de robot soepel laten rijden’, vertelt Mulder. ‘De latency bedroeg tussen de 350 en 400 ms – behoorlijk stabiel. De videobeelden streamden ook perfect. Ik kon de positie van de robot dusdanig finetunen dat ik tussen de spijlen van een hek kon doorkijken.’

Eerder kon de Exr-1-robot over een afstand van ‘slechts’ tweehonderd kilometer worden aangestuurd. Voor Nederland en de Nam is dat ruim voldoende, maar Exrobotics heeft zijn ambities hoger liggen. Grote spelers in het Midden-Oosten, Noord-Amerika en het Verre Oosten hebben behoefte aan een veel groter bereik. ‘We hebben laten zien dat we het over een afstand van 9500 kilometer kunnen’, zegt El Awadi. ‘De Rio-test toont aan dat afstand geen issue meer is. Een goede infrastructuur van het internet op de site is wel een vereiste om de robot goed te laten functioneren.’

Autonoom

De eerste tien Exr-1’s gaan in september live bij de Nam. Het temperatuurbereik voor die partij is -20 tot +40 graden Celsius. Voor potentiële klanten uit het Midden-Oosten is dat niet voldoende; die willen +60. Exrobotics zit in de testfase om zijn robots ook aan die eis te laten voldoen.

El Awadi: ‘De productie voor de Nam is in volle gang. En we hebben al veel aanvragen gekregen uit het buitenland.’ Contracten zijn nog niet ondertekend, dus El Awadi mag verder geen namen vrijgeven.

Exrobotics levert binnenkort ruim honderd inspectierobots aan de Nam.

De Nam gaat alle Exr-1-robots vanuit drie controlecentra besturen. De logische volgende stap is een autonome variant. Shell heeft al een bestelling geplaatst voor die Exr-1.1 – die overigens ook een gasdetector zal bevatten. In juni start een trial van drie maanden bij Shell in Pernis. Exrobotics ontwikkelde zelf de navigatiesoftware die ervoor moet zorgen dat de robot alle routes op de site leert kennen.

Exrobotics heeft de ambitie om ook een model met een robotarm te ontwikkelen. Een Sensabot light, als het ware. ‘Omdat de ontwikkeling en de certificering van die arm veel geld gaan kosten, zijn we daarvoor in gesprek met een mogelijk eerste klant die ook wil investeren’, aldus El Awadi.

AGENDA

Events

Precisiebeurs

14 november - 15 november

Veldhoven

Benelux RF Conference

28 november

Nijmegen

Trainingen

Design principles for precision engineering

26 november - 30 november

Eindhoven

Outsourcing development & life-cycle management

28 november - 29 november

Eindhoven

Topbanen
Ministerie van Defensie

Word technicus bij Defensie

Ministerie van Defensie

Nederland

Ministerie van Defensie

Officier Elektronica

Ministerie van Defensie

Nederland

Murrelektronik B.V.

Accountmanager Zuid-Oost Brabant (M/V)

Murrelektronik B.V.

Zuid-Oost Brabant

Techwatch

Techwatch | bv | Novio Tech Campus | Transistorweg 7-H | 6534 AT Nijmegen
T. +31 (0)24 - 350 3532 | info@techwatch.nl

Copyright ©  2018 Mechatronica&Machinebouw - All Rights Reserved

×