Petrokemian teollisuuden prosessien automatisoinnissa tulee usein esiin stereotypia, että tuotanto on monimutkaista, mikä tarkoittaa, että kaikki saavutettava automatisoidaan automatisoitujen prosessinohjausjärjestelmien ansiosta. Itse asiassa ei ihan noin.
Petrokemian teollisuus on todellakin melko hyvin automatisoitu, mutta tämä koskee teknologista ydinprosessia, jossa automaatio ja inhimillisen tekijän minimointi ovat kriittisiä. Kaikki asiaan liittyvät prosessit eivät ole automatisoituja automatisoitujen prosessinohjausratkaisujen korkeiden kustannusten vuoksi ja ne suoritetaan manuaalisesti. Siksi tilanne, jossa työntekijä parin tunnin välein manuaalisesti tarkistaa, onko tämä tai tuo putki kunnolla lämmitetty, onko vaadittu kytkin päällä ja onko venttiili vedetty sisään, onko laakerin tärinätaso normaali - tämä on normaalia .
Useimpia ei-kriittisiä prosesseja ei ole automatisoitu, mutta tämä voidaan tehdä käyttämällä esineiden Internet-tekniikoita automaattisten prosessinohjausjärjestelmien sijaan.
Valitettavasti tässä on ongelma - aukko kommunikaatiossa petrokemian teollisuuden asiakkaiden ja itse raudankehittäjien välillä, joilla ei ole asiakkaita öljy- ja kaasuteollisuudessa ja näin ollen he eivät saa tietoa käyttölaitteiden vaatimuksista. aggressiivisilla, räjähdysherkillä alueilla, ankarissa ilmasto-olosuhteissa jne.
Tässä viestissä puhumme tästä ongelmasta ja sen ratkaisemisesta.
IoT petrokemian alalla
Joidenkin parametrien tarkistamiseksi käytämme läpikulkua ei-kriittisten asennusosien visuaaliseen ja tuntoon liittyvään tarkastukseen. Yksi yleisimmistä ongelmista liittyy höyryn syöttöön. Höyry on monien petrokemian prosessien jäähdytysneste, ja se syötetään lämpölaitoksesta lopulliseen solmuun pitkien putkien kautta. On otettava huomioon, että tehtaamme ja laitoksemme sijaitsevat melko vaikeissa ilmasto-oloissa, Venäjän talvet ovat ankarat ja joskus jotkut putket alkavat jäätyä.
Siksi määräysten mukaan tietyn henkilöstön tulee tehdä kierroksia kerran tunnissa ja mitata putkien lämpötila. Koko tehtaan mittakaavassa tämä on suuri joukko ihmisiä, jotka eivät tee juuri mitään muuta kuin kävelevät ja koskettavat putkia.
Ensinnäkin se on epämukavaa: lämpötilat voivat olla alhaisia, ja sinun on käveltävä kauas. Toiseksi tällä tavalla on mahdotonta kerätä ja erityisesti käyttää prosessia koskevia tietoja. Kolmanneksi se on kallista: kaikkien näiden ihmisten on tehtävä hyödyllisempää työtä. Lopuksi inhimillinen tekijä: kuinka tarkasti lämpötila mitataan, kuinka säännöllisesti tämä tapahtuu?
Ja tämä on vain yksi syistä, miksi laitos- ja asennuspäälliköt ovat varsin vakavasti huolissaan inhimillisen tekijän vaikutuksen minimoimisesta teknisiin prosesseihin.
Tämä on ensimmäinen hyödyllinen tapaustutkimus IoT:n mahdollisesta käytöstä tuotannossa.
Toinen on tärinänhallinta. Laitteissa on sähkömoottorit ja tärinänhallinta on suoritettava. Toistaiseksi se suoritetaan samalla tavalla, manuaalisesti - kerran päivässä ihmiset kävelevät ympäriinsä ja mittaavat tärinän tason erikoisinstrumenteilla varmistaakseen, että kaikki on kunnossa. Tämä on jälleen ajan ja henkilöresurssien hukkaa, jälleen kerran inhimillisen tekijän vaikutus tällaisten kierrosten oikeellisuuteen ja tiheyteen, mutta tärkein haittapuoli on, että et voi työskennellä tällaisten tietojen kanssa, koska käsittelyyn ja käsittelyyn ei käytännössä ole tietoa. on mahdotonta siirtyä dynaamisten laitteiden huoltoon kunnon perusteella.
Ja tämä on nyt yksi alan päätrendeistä - siirtyminen rutiinihuollosta kuntoon perustuvaan huoltoon, jonka asianmukaisella organisoinnilla ylläpidetään aktiivista ja yksityiskohtaista kirjanpitoa laitteiden käyttötuneista ja sen nykyisen kunnon täysi valvonta. Esimerkiksi kun on aika tarkistaa pumppuja, tarkistat niiden parametrit ja näet, että tänä aikana pumppu A on onnistunut keräämään tarvittavan määrän moottoritunteja huoltoa varten, mutta pumppu B ei vielä, mikä tarkoittaa, että se voi ei ole vielä huollettu, se on liian aikaista.
Yleisesti ottaen se on kuin öljynvaihto autossa 15 000 kilometrin välein. Joku voi purkaa tämän kuudessa kuukaudessa, toisilla se kestää vuoden ja toisilla vielä kauemmin riippuen siitä, kuinka aktiivisesti tiettyä autoa käytetään.
Sama juttu pumppujen kanssa. Lisäksi on toinen muuttuja, joka vaikuttaa huoltotarpeeseen - tärinäilmaisimien historia. Oletetaan, että värähtelyhistoria oli kunnossa, pumppu ei myöskään ole vielä toiminut kellon mukaan, eli sitä ei tarvitse vielä huoltaa. Ja jos tärinähistoria ei ole normaali, tällainen pumppu on huollettava jopa ilman käyttötunteja. Ja päinvastoin - erinomaisella tärinähistorialla huollamme sen, jos työtunnit on tehty.
Jos otat tämän kaiken huomioon ja suoritat ylläpidon tällä tavalla, voit vähentää dynaamisten laitteiden huoltokustannuksia 20 tai jopa 30 prosenttia. Tuotannon mittakaavaan nähden nämä ovat erittäin merkittäviä lukuja ilman laadun heikkenemistä ja turvallisuustasoa tinkimättä. Ja tämä on valmis tapaus IIoT:n käyttöön yrityksessä.
On myös monia laskureita, joilta tietoja kerätään nyt manuaalisesti ("Kävin, katsoin ja kirjoitin ylös"). On myös tehokkaampaa palvella tätä kaikkea verkossa, jotta näet reaaliajassa, mitä käytetään ja miten. Tämä lähestymistapa auttaa suuresti ratkaisemaan energiaresurssien käyttökysymyksen: kun tiedät tarkat kulutusluvut, voit syöttää enemmän höyryä putkeen A aamulla ja enemmän höyryä putkeen B esimerkiksi illalla. Loppujen lopuksi nyt lämpöasemia rakennetaan suurella marginaalilla, jotta kaikki komponentit saataisiin tarkasti lämmöllä. Mutta voit rakentaa ei reserveillä, vaan viisaasti jakamalla resurssit optimaalisesti.
Tämä on muodikas datavetoinen päätös, kun päätökset tehdään täysimittaisen työn perusteella kerätyn tiedon kanssa. Pilvet ja analytiikka ovat erityisen suosittuja nykyään, tänä vuonna Open Innovationsissa puhuttiin paljon big datasta ja pilvistä. Jokainen on valmis työskentelemään big datan kanssa, käsittelemään sitä, tallentamaan sitä, mutta ensin data on kerättävä. Tästä puhutaan vähemmän. Laitteiston käynnistyksiä on nykyään hyvin vähän.
Kolmas IoT-tapaus on henkilöstön seuranta, kehänavigointi jne. Käytämme tätä seuraamaan työntekijöiden liikkeitä ja valvomaan rajoitettuja alueita. Esimerkiksi vyöhykkeellä tehdään töitä, joiden aikana vieraita ei saa olla alueella - ja tätä on mahdollista ohjata visuaalisesti reaaliajassa. Tai linjamies meni tarkistamaan pumppua, ja on ollut sen kanssa pitkään eikä liiku - ehkä henkilö on huonontunut ja tarvitsee apua.
Tietoja standardeista
Toinen ongelma on, ettei teolliseen IoT:hen ole valmiita integraattoreita. Koska tällä alalla ei vielä ole vakiintuneita standardeja.
Esimerkiksi miten kotona menee: meillä on wifi-reititin, voit ostaa älykotiin jotain muuta - vedenkeittimen, pistorasia, IP-kameran tai hehkulamput - liitä kaikki olemassa olevaan wifi-verkkoon, niin kaikki toimii . Se toimii varmasti, koska wifi on standardi, jonka mukaan kaikki on räätälöity.
Mutta yrityksille suunnattujen ratkaisujen alalla ei ole olemassa tämän yleisyystason standardeja. Tosiasia on, että itse komponenttikanta tuli kohtuuhintaiseksi suhteellisen äskettäin, mikä antoi tällaiselle pohjalle laitteiston kilpailla henkilöresurssien kanssa.
Jos vertaamme visuaalisesti, luvut ovat suunnilleen samassa mittakaavassa.
Yksi automaattinen ohjausjärjestelmän anturi teollisuuskäyttöön maksaa noin 2000 dollaria.
Yksi LoRaWAN-anturi maksaa 3-4 tuhatta ruplaa.
10 vuotta sitten oli vain automatisoituja prosessinohjausjärjestelmiä, ilman vaihtoehtoja, LoRaWAN ilmestyi 5 vuotta sitten.
Emme kuitenkaan voi vain ottaa ja käyttää LoRaWAN-antureita kaikissa yrityksissämme
Teknologian valinta
Kodin wifillä kaikki on selvää, toimistolaitteilla kaikki suunnilleen sama.
IoT:ssä ei ole teollisuudessa suosittuja ja yleisesti käytettyjä standardeja. On tietysti joukko erilaisia teollisia standardeja, joita yritykset kehittävät itselleen.
Otetaan esimerkiksi langaton HART, jonka Emersonin kaverit tekivät - myös 2,4 GHz, melkein sama wifi. Tällaisen peittoalueen pisteestä pisteeseen on 50-70 metriä. Kun ottaa huomioon, että installaatioidemme pinta-ala ylittää useiden jalkapallokenttien koon, tulee surullista. Ja yksi tukiasema voi tässä tapauksessa luotettavasti palvella jopa 100 laitetta. Ja olemme nyt perustamassa uutta asennusta; alkuvaiheessa on jo yli 400 anturia.
Ja sitten on NB-IoT (NarrowBand Internet of Things), jonka tarjoavat matkapuhelinoperaattorit. Ja jälleen, ei tuotannossa käytettäväksi - ensinnäkin se on yksinkertaisesti kallista (operaattori laskuttaa liikenteestä), ja toiseksi se muodostaa liian voimakkaan riippuvuuden teleoperaattoreista. Jos sinun on asennettava tällaisia antureita tiloihin, kuten bunkkeriin, jossa ei ole viestintää, ja sinun on asennettava sinne lisälaitteita, sinun on otettava yhteyttä operaattoriin maksua vastaan ja arvaamattomilla määräajoilla tilauksen suorittamiselle. kohde verkon kanssa.
On mahdotonta käyttää puhdasta wifi-verkkoa sivustoilla. Kotikanavatkin ovat jumissa sekä 2,4 GHz:llä että 5 GHz:llä, ja meillä on tuotantolaitos, jossa on valtava määrä antureita ja laitteita, eikä vain pari tietokonetta ja matkapuhelinta asuntoa kohden.
Tietenkin on olemassa omat terveellisen laadun standardit. Mutta tämä ei toimi, kun rakennamme verkkoa useilla eri laitteilla, tarvitsemme yhden standardin, ei jotain suljettua, joka tekee meistä jälleen riippuvaisia yhdestä tai toisesta toimittajasta.
Siksi LoRaWAN-allianssi vaikuttaa erittäin hyvältä ratkaisulta, tekniikka kehittyy aktiivisesti ja sillä on mielestäni kaikki mahdollisuudet kasvaa täysimittaiseksi standardiksi. RU868-taajuusalueen laajentamisen jälkeen meillä on enemmän kanavia kuin Euroopassa, mikä tarkoittaa, että meidän ei tarvitse huolehtia verkon kapasiteetista ollenkaan, mikä tekee LoRaWANista erinomaisen protokollan parametrien jaksoittaiseen keräämiseen, esimerkiksi 10 minuutin välein. tai kerran tunnissa.
Ihannetapauksessa meidän on vastaanotettava tietoja useilta antureilta 10 minuutin välein, jotta voimme ylläpitää normaalia valvontakuvaa, kerätä tietoja ja valvoa yleisesti laitteiden kuntoa. Ja linjamiesten tapauksessa tämä taajuus on parhaimmillaan yhtä tuntia.
Mitä muuta puuttuu?
Dialogin puute
Vuoropuhelu laitteistokehittäjien ja petrokemian tai öljyn ja kaasun asiakkaiden välillä puuttuu. Ja käy ilmi, että IT-asiantuntijat tekevät IT-näkökulmasta erinomaisia laitteita, joita ei voi käyttää massalla petrokemian tuotannossa.
Esimerkiksi LoRaWANin laitteisto putkien lämpötilan mittaamiseen: ripustettiin putkeen, kiinnitettiin puristimella, ripustettiin radiomoduuli, suljettiin ohjauspiste - ja siinä se.
IT-laitteet ovat täysin sopivia, mutta alalla on ongelmia.
Akku 3400 mAh. Se ei tietenkään ole yksinkertaisin, tässä se on tionyylikloridi, joka antaa sille kyvyn työskennellä -50 °C:ssa eikä menetä kapasiteettia. Jos lähetämme tietoja tällaisesta anturista kerran 10 minuutissa, se tyhjentää akun kuudessa kuukaudessa. Räätälöidyssä ratkaisussa ei ole mitään vikaa – ruuvaa anturi irti, aseta uusi paristo 300 ruplaan kuuden kuukauden välein.
Entä jos nämä ovat kymmeniä tuhansia antureita valtavalla paikalla? Tämä vie valtavasti aikaa. Eliminoimalla läpikävimiseen käytetyt työtunnit saamme saman verran aikaa järjestelmän ylläpitoon.
Melko ilmeinen ratkaisu ongelmaan on asentaa akku ei 300 ruplalle, vaan 1000, mutta 19 000 mAh: lle, se on vaihdettava kerran 5 vuodessa. Tämä on hyvä. Kyllä, tämä lisää hieman itse anturin kustannuksia. Mutta teollisuudella on siihen varaa ja teollisuus todella tarvitsee sitä.
Kukaan ei ole casdev, joten kukaan ei tiedä alan tarpeista.
Ja pääasiasta
Ja mikä tärkeintä, he törmäävät juuri vuoropuhelun banaaliin puutteeseen. Petrokemian on tuotantoa, ja tuotanto on varsin vaarallista, jossa skenaario paikallisesta kaasuvuodosta ja räjähdysmäisen pilven muodostumisesta on mahdollinen. Siksi kaikkien laitteiden poikkeuksetta on oltava räjähdyssuojattuja. Ja sinulla on asianmukaiset räjähdyssuojaustodistukset Venäjän standardin TR TS 012/2011 mukaisesti.
Kehittäjät eivät yksinkertaisesti tiedä tästä. Ja räjähdyssuojaus ei ole parametri, joka voidaan yksinkertaisesti lisätä melkein valmiiseen laitteeseen, kuten pari ylimääräistä LED-valoa. On tarpeen tehdä uudelleen kaikki itse levystä ja piiristä johtojen eristykseen.
Mitä tehdä
Se on yksinkertaista - kommunikoida. Olemme valmiita suoraan dialogiin, nimeni on Vasily Ezhov, IoT-tuotteen omistaja SIBURissa, voit kirjoittaa minulle täällä henkilökohtaisella viestillä tai sähköpostitse - [sähköposti suojattu]. Meillä on valmiit tekniset tiedot, kerromme kaiken ja näytämme mitä laitteita tarvitsemme ja miksi ja mitä tulee ottaa huomioon.
Tällä hetkellä rakennamme jo useita projekteja LoRaWANille vihreällä vyöhykkeellä (jossa räjähdyssuojaus ei ole meille pakollinen parametri), tarkastelemme, miten se on yleisesti ja sopiiko LoRaWAN ongelmien ratkaisemiseen sellaisella alueella. mittakaavassa. Pidimme siitä todella pienissä testiverkoissa, nyt rakennamme korkean anturitiheyden verkkoa, jossa suunnitellaan noin 400 anturia yhteen asennukseen. Määrällisesti LoRaWANille tämä ei ole paljon, mutta verkon tiheydellä se on jo vähän paljon. Joten tarkistetaan se.
Useissa korkean teknologian messuissa laitevalmistajat kuulivat minulta ensimmäistä kertaa räjähdyssuojauksesta ja sen välttämättömyydestä.
Tämä on siis ennen kaikkea viestintäongelma, jonka haluamme ratkaista. Kannatamme kovasti cusdeviä, se on hyödyllistä ja hyödyllistä kaikille osapuolille, asiakas saa tarvittavat laitteistot tarpeisiinsa, eikä kehittäjä tuhlaa aikaa luodakseen jotain tarpeetonta tai tekemällä kokonaan uudelleen olemassa olevia laitteita tyhjästä.
Jos olet jo tekemässä jotain vastaavaa ja olet valmis laajentumaan öljy-, kaasu- ja petrokemian alalle, kirjoita meille.
Lähde: will.com