Naftakeemiatööstuse protsesside automatiseerimisel tuleb tihtipeale mängu stereotüüp, et tootmine on keeruline, mis tähendab, et seal automatiseeritakse tänu automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemidele kõik, kuhu jõutakse. Tegelikult mitte päris nii.
Naftakeemiatööstus on tõepoolest üsna hästi automatiseeritud, kuid see puudutab tehnoloogilist põhiprotsessi, kus automatiseerimine ja inimfaktori minimeerimine on kriitilise tähtsusega. Kõik sellega seotud protsessid ei ole automatiseeritud protsesside juhtimislahenduste kõrge hinna tõttu ja need viiakse läbi käsitsi. Seetõttu on olukord, kus töötaja kontrollib iga paari tunni tagant käsitsi, kas see või teine toru on korralikult soojendatud, kas vajalik lüliti on sisse lülitatud ja kas klapp on sisse tõmmatud, kas laagri vibratsioonitase on normaalne - see on normaalne .
Enamik mittekriitilisi protsesse ei ole automatiseeritud, kuid seda saab teha asjade Interneti tehnoloogiate, mitte automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemide abil.
Kahjuks on siin probleem - lünk naftakeemiatööstuse klientide ja raua arendajate endi vahel, kellel pole nafta- ja gaasitööstuses kliente ja seetõttu ei saa nad teavet kasutusseadmete nõuete kohta. agressiivsetes, plahvatusohtlikes piirkondades, karmides kliimatingimustes jne.
Selles postituses räägime sellest probleemist ja selle lahendamisest.
IoT naftakeemias
Mõnede parameetrite kontrollimiseks kasutame mittekriitiliste paigalduskomponentide visuaalseks ja puutetundlikuks kontrollimiseks läbikäike. Üks levinumaid probleeme on seotud auruvarustusega. Aur on paljude naftakeemiaprotsesside jahutusvedelik ja see juhitakse pikkade torude kaudu küttejaamast lõppsõlme. Tuleb arvestada, et meie tehased ja rajatised asuvad üsna keerulistes kliimatingimustes, Venemaa talved on karmid ja mõnikord hakkavad mõned torud külmuma.
Seetõttu peavad teatud töötajad eeskirjade kohaselt kord tunnis ringe tegema ja torude temperatuuri mõõtma. Terve tehase mastaabis on see suur hulk inimesi, kes ei tee peaaegu muud, kui kõnnivad ringi ja puudutavad torusid.
Esiteks on see ebamugav: temperatuur võib olla madal ja peate kaugele kõndima. Teiseks on sel viisil võimatu protsessi kohta andmeid koguda ja eriti kasutada. Kolmandaks on see kulukas: kõik need inimesed peavad tegema rohkem kasulikku tööd. Lõpuks inimfaktor: kui täpselt mõõdetakse temperatuuri, kui regulaarselt see juhtub?
Ja see on vaid üks põhjustest, miks tehase- ja paigaldusjuhid on üsna tõsiselt mures inimteguri mõju tehnilistele protsessidele minimeerimise pärast.
See on esimene kasulik juhtumiuuring asjade Interneti võimalikust kasutamisest tootmises.
Teine on vibratsiooni juhtimine. Seadmetel on elektrimootorid ja vibratsioonikontroll tuleb läbi viia. Praegu toimub see samamoodi, käsitsi – kord päevas käiakse ringi ja mõõdetakse spetsiaalsete instrumentidega vibratsioonitaset, et veenduda, et kõik on korras. See on jällegi aja ja inimressursi raiskamine, jällegi inimfaktori mõju selliste ringide õigsusele ja sagedusele, kuid kõige olulisem miinus on see, et selliste andmetega ei saa töötada, kuna töötlemiseks ja töötlemiseks praktiliselt puuduvad andmed ning seisukorra alusel dünaamiliste seadmete hooldamise juurde üle minna on võimatu.
Ja see on praegu üks peamisi suundumusi tööstuses - üleminek rutiinselt hoolduselt seisukorrapõhisele hooldusele, mille nõuetekohase korraldamisega hoitakse aktiivset ja üksikasjalikku arvestust seadmete töötundide kohta ning täielikku kontrolli selle hetkeseisundi üle. Näiteks kui saabub pumpade kontrollimise aeg, kontrollite nende parameetreid ja näete, et selle aja jooksul on pump A suutnud koguda vajaliku arvu mootoritunde hoolduseks, kuid pumbal B veel mitte, mis tähendab, et suudab pole veel hooldatud, on liiga vara.
Üldiselt on see nagu auto õlivahetus iga 15 000 kilomeetri järel. Keegi võib sellest lahti saada kuue kuuga, teistel kulub aasta ja teistel veelgi kauem, olenevalt sellest, kui aktiivselt konkreetset autot kasutatakse.
Sama on ka pumpadega. Lisaks on veel üks muutuja, mis mõjutab hooldusvajadust – vibratsiooninäidikute ajalugu. Oletame, et vibratsiooniajalugu oli korras, ka pump pole veel kella järgi töötanud, mis tähendab, et me ei pea seda veel hooldama. Ja kui vibratsiooni ajalugu pole normaalne, siis tuleb sellist pumpa hooldada ka ilma töötundideta. Ja vastupidi – suurepärase vibratsiooniajalooga teenindame seda juhul, kui töötunnid on tehtud.
Kui seda kõike arvesse võtta ja sellisel viisil hooldust teha, saate dünaamiliste seadmete hoolduskulusid vähendada 20 või isegi 30 protsenti. Arvestades tootmismahtu, on need väga olulised näitajad, ilma kvaliteeti kaotamata ja ohutustaset kahjustamata. Ja see on valmis juhtum IIoT kasutamiseks ettevõttes.
Samuti on palju loendureid, kust nüüd kogutakse infot käsitsi (“käisin, vaatasin ja kirjutasin üles”). Samuti on tõhusam seda kõike veebis serveerida, et näha reaalajas, mida ja kuidas kasutatakse. Selline lähenemine aitab oluliselt lahendada energiaressursside kasutamise küsimust: teades täpseid tarbimisnäitajaid, saate hommikul anda rohkem auru torusse A ja õhtul näiteks torusse B rohkem auru. Nüüd on ju soojusjaamad ehitatud suure varuga, et kõiki komponente täpselt soojusega varustada. Kuid ehitada saab mitte reservidega, vaid targalt, ressursse optimaalselt jaotades.
See on moodne andmepõhine otsus, kui otsused tehakse kogutud andmetega täieõigusliku töö põhjal. Tänapäeval on eriti populaarsed pilved ja analüütika, tänavusel Open Innovationsil räägiti palju suurandmetest ja pilvedest. Igaüks on valmis suurandmetega töötama, neid töötlema, salvestama, kuid esmalt tuleb andmed kokku koguda. Sellest räägitakse vähem. Tänapäeval on riistvara käivitajaid väga vähe.
Kolmas asjade Interneti juhtum on personali jälgimine, perimeetri navigeerimine jne. Kasutame seda töötajate liikumise jälgimiseks ja piirangualade jälgimiseks. Näiteks tehakse tsoonis töid, mille käigus ei tohiks seal viibida võõraid inimesi – ja seda on võimalik reaalajas visuaalselt kontrollida. Või käis liinimees pumpa kontrollimas, ja on juba pikemat aega kaasas olnud ja ei liigu - äkki on inimesel halb ja ta vajab abi.
Standardite kohta
Teine probleem on see, et puuduvad integraatorid, kes oleksid valmis tööstuslikule asjade Internetile lahendusi tegema. Sest selles valdkonnas pole endiselt kehtestatud standardeid.
Näiteks kuidas kodus asjad on: meil on wifi ruuter, targa koju saab osta midagi muud - veekeetja, pistikupesa, IP kaamera või lambipirnid - ühenda see kõik olemasoleva wifiga ja kõik toimib . See toimib kindlasti, sest wifi on standard, mille järgi kõik on kohandatud.
Kuid ettevõtetele mõeldud lahenduste valdkonnas pole sellise levimustaseme standardeid olemas. Fakt on see, et komponentide baas ise muutus taskukohaseks suhteliselt hiljuti, mis võimaldas sellisel alusel riistvara inimressurssidega konkureerida.
Kui võrdleme visuaalselt, on numbrid ligikaudu sama skaala.
Üks tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud automatiseeritud juhtimissüsteemi andur maksab umbes 2000 dollarit.
Üks LoRaWAN-andur maksab 3-4 tuhat rubla.
10 aastat tagasi olid ainult automatiseeritud protsesside juhtimissüsteemid, ilma alternatiivideta, 5 aastat tagasi ilmus LoRaWAN.
Kuid me ei saa lihtsalt võtta ja kasutada LoRaWAN-andureid kõigis meie ettevõtetes
Tehnoloogia valik
Koduse wifiga on kõik selge, kontoritehnikaga on kõik umbes sama.
Tööstuses pole IoT osas populaarseid ja laialt kasutatavaid standardeid. Loomulikult on hunnik erinevaid tööstusstandardeid, mida ettevõtted enda jaoks välja töötavad.
Võtame näiteks juhtmevaba HART, mille tegid Emersoni tüübid - ka 2,4 GHz, peaaegu sama wifi. Sellise leviala punktist punkti on 50-70 meetrit. Kui mõelda, et meie installatsioonide pindala ületab mitme jalgpalliväljaku suuruse, muutub see kurvaks. Ja üks tugijaam võib sel juhul kindlalt teenindada kuni 100 seadet. Ja nüüd seadistame uut paigaldust; algstaadiumis on juba üle 400 anduri.
Ja siis on NB-IoT (NarrowBand Internet of Things), mida pakuvad mobiilsideoperaatorid. Ja jällegi mitte tootmises kasutamiseks - esiteks on see lihtsalt kallis (operaator võtab liikluse eest tasu) ja teiseks moodustab see liiga tugeva sõltuvuse sideoperaatoritest. Kui teil on vaja selliseid andureid paigaldada ruumidesse, näiteks punkrisse, kus puudub side, ja teil on vaja sinna paigaldada lisaseadmeid, peate võtma ühendust operaatoriga, tasu eest ja ettearvamatute tähtaegadega kattekorralduse täitmiseks. objekt võrguga.
Puhast wifit on saitidel võimatu kasutada. Isegi kodukanalid on ummikus nii 2,4 GHz kui 5 GHz peal ning meil on tootmisplats, kus on tohutult palju andureid ja seadmeid, mitte ainult paar arvutit ja mobiiltelefoni korteri kohta.
Loomulikult kehtivad terve mõistuse kvaliteedi standardid. Kuid see ei tööta, kui ehitame võrku paljude erinevate seadmetega, vajame ühtset standardit, mitte midagi suletud, mis muudab meid taas sõltuvaks ühest või teisest tarnijast.
Seetõttu tundub LoRaWANi allianss olevat väga hea lahendus, tehnoloogia areneb aktiivselt ja minu arvates on sellel kõik võimalused kasvada täisväärtuslikuks standardiks. Pärast RU868 sagedusvahemiku laienemist on meil rohkem kanaleid kui Euroopas, mis tähendab, et me ei pea üldse muretsema võrgu läbilaskevõime pärast, mis teeb LoRaWANist suurepärase protokolli perioodiliseks parameetrite kogumiseks, näiteks kord 10 minuti jooksul. või kord tunnis.
Ideaalis peame saama andmeid mitmelt andurilt kord 10 minuti jooksul, et säilitada normaalne jälgimispilt, koguda andmeid ja üldiselt jälgida seadmete seisukorda. Ja liinimeeste puhul võrdub see sagedus parimal juhul tunniga.
Mis veel puudu on?
Dialoogi puudumine
Puudub dialoog riistvaraarendajate ning naftakeemia- või nafta- ja gaasitarbijate vahel. Ja selgub, et IT-spetsialistid teevad IT- seisukohast suurepärast riistvara, mida naftakeemia tootmises massiliselt kasutada ei saa.
Näiteks LoRaWANi riistvara torude temperatuuri mõõtmiseks: riputati toru külge, kinnitati klambriga, riputati raadiomoodul, sulges kontrollpunkti - ja kõik.
IT-seadmed on täiesti sobivad, kuid tööstusele on probleeme.
Aku 3400 mAh. Muidugi pole see kõige lihtsam, siin on see tionüülkloriid, mis annab sellele võimaluse töötada temperatuuril -50 ja mitte kaotada võimsust. Kui saadame selliselt andurilt infot kord 10 minuti jooksul, tühjendab see aku kuue kuuga. Kohandatud lahenduses pole midagi halba – keerake andur lahti, sisestage iga kuue kuu tagant 300 rubla eest uus aku.
Mis siis, kui need on kümned tuhanded andurid tohutul saidil? See võtab tohutult aega. Jättes ära läbikäimisele kulunud inimtöötunnid, saame sama palju aega süsteemi hooldamiseks.
Üsna ilmne lahendus probleemile on paigaldada aku mitte 300 rubla, vaid 1000, vaid 19 000 mAh eest, seda tuleb vahetada kord 5 aasta jooksul. See sobib. Jah, see suurendab veidi anduri enda maksumust. Kuid tööstus saab seda endale lubada ja tööstus vajab seda tõesti.
Keegi pole casdev, seega ei tea keegi tööstuse vajadustest.
Ja peamise kohta
Ja mis kõige tähtsam, mille otsa nad komistavad, on just banaalse dialoogi puudumise tõttu. Naftakeemia on tootmine ja üsna ohtlik tootmine, kus on võimalik lokaalse gaasilekke ja plahvatusohtliku pilve tekkimise stsenaarium. Seetõttu peavad eranditult kõik seadmed olema plahvatuskindlad. Ja omama vastavaid plahvatuskaitse sertifikaate vastavalt Venemaa standardile TR TS 012/2011.
Arendajad lihtsalt ei tea sellest. Ja plahvatuskaitse pole parameeter, mida saab peaaegu valmis seadmele lihtsalt lisada, nagu paar täiendavat LED-i. Uuesti tuleb teha kõik alates plaadist endast ja vooluringist kuni juhtmete isolatsioonini.
Mida teha
See on lihtne – suhtle. Oleme valmis otseseks dialoogiks, minu nimi on Vassili Ezhov, SIBURi IoT toote omanik, võite kirjutada mulle siin isikliku sõnumi või meili teel - [meiliga kaitstud]. Meil on valmis tehnilised spetsifikatsioonid, räägime kõik ära ja näitame, milliseid seadmeid me vajame ja miks ning millega tuleb arvestada.
Praegu ehitame juba mitmeid projekte LoRaWANil rohelises tsoonis (kus plahvatuskaitse pole meie jaoks kohustuslik parameeter), uurime, kuidas see üldiselt on ja kas LoRaWAN sobib sellistel tsoonidel probleemide lahendamiseks. kaal. Meile väga meeldis väikestes testvõrkudes, praegu ehitame suure anduritihedusega võrku, kus ühe paigalduse peale on planeeritud ca 400 andurit. Kvantiteedi poolest LoRaWANi jaoks pole seda palju, aga võrgutiheduse mõttes on seda juba natuke palju. Nii et vaatame seda.
Mitmel kõrgtehnoloogilisel näitusel kuulsid riistvaratootjad minult esimest korda plahvatuskaitsest ja selle vajalikkusest.
Seega on see ennekõike kommunikatsiooniprobleem, mida tahame lahendada. Pooldame väga cusdevi, see on kasulik ja kasulik kõigile osapooltele, klient saab oma vajadusteks vajaliku riistvara ning arendaja ei raiska aega millegi mittevajaliku loomisele või olemasoleva riistvara täielikule nullist ümbertöötlemisele.
Kui teete juba midagi sarnast ja olete valmis laienema nafta-, gaasi- ja naftakeemiasektorisse, siis kirjutage meile.
Allikas: www.habr.com