हार्डवेयर डेवलपर्स के लिए उच्च-गुणवत्ता वाला cusdev संचालित करना क्यों महत्वपूर्ण है

जब पेट्रोकेमिकल उद्योग में प्रक्रियाओं के स्वचालन की बात आती है, तो अक्सर एक स्टीरियोटाइप सामने आता है कि उत्पादन जटिल है, जिसका मतलब है कि एपीसीएस सिस्टम की बदौलत वहां जो कुछ भी पहुंच सकता है वह स्वचालित है। वास्तव में, यह पूरी तरह सच नहीं है।

पेट्रोकेमिकल उद्योग वास्तव में काफी अच्छी तरह से स्वचालित है, लेकिन यह मुख्य तकनीकी प्रक्रिया से संबंधित है, जहां स्वचालन और मानव कारक का न्यूनतमकरण महत्वपूर्ण है। APCS समाधानों की उच्च लागत के कारण सभी संबंधित प्रक्रियाएं स्वचालित नहीं हैं और मैन्युअल रूप से की जाती हैं। इसलिए, वह स्थिति जब हर दो घंटे में एक बार कोई कर्मचारी मैन्युअल रूप से जाँच करता है कि क्या कोई विशेष पाइप ठीक से गर्म हुआ है, क्या आवश्यक स्विच चालू है और क्या वाल्व बंद है, क्या असर कंपन का स्तर सामान्य है - यह सामान्य है।

अधिकांश गैर-महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं स्वचालित नहीं हैं, लेकिन यह APCS के बजाय IoT प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके किया जा सकता है।

दुर्भाग्य से, यहां एक समस्या है - पेट्रोकेमिकल उद्योग के ग्राहकों और स्वयं हार्डवेयर डेवलपर्स के बीच संचार में अंतराल, जिनके पास तेल और गैस उद्योग में ग्राहक नहीं हैं और तदनुसार, आक्रामक, विस्फोटक क्षेत्रों, कठोर जलवायु परिस्थितियों आदि में उपयोग के संदर्भ में उपकरणों की आवश्यकताओं के बारे में जानकारी प्राप्त नहीं होती है।

इस पोस्ट में हम इस समस्या और इसे हल करने के तरीके के बारे में बात करेंगे।

पेट्रोकेमिकल्स में IoT

कुछ मापदंडों की जाँच करने के लिए, हम संयंत्र की गैर-महत्वपूर्ण इकाइयों के दृश्य और स्पर्श निरीक्षण के लिए वॉक-थ्रू का उपयोग करते हैं। अक्सर होने वाली समस्याओं में से एक भाप की आपूर्ति से संबंधित है। भाप कई पेट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के लिए एक ऊष्मा वाहक है, और इसे हीटिंग प्लांट से अंतिम इकाई तक लंबी पाइपों के माध्यम से आपूर्ति की जाती है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि हमारे संयंत्र और प्रतिष्ठान कठिन जलवायु परिस्थितियों में स्थित हैं, रूस में सर्दियाँ कठोर होती हैं, और कभी-कभी कुछ पाइप जमने लगते हैं।

इसलिए, नियमों के अनुसार, कुछ कर्मियों को हर घंटे पाइपों का चक्कर लगाना चाहिए और उनका तापमान मापना चाहिए। पूरे प्लांट के पैमाने पर, यह एक बड़ी संख्या है जो इससे ज़्यादा कुछ नहीं करते - घूमते हैं और पाइपों को छूते हैं।

सबसे पहले, यह असुविधाजनक है: तापमान कम हो सकता है, और आपको लंबी दूरी तक चलना होगा। दूसरे, प्रक्रिया पर डेटा एकत्र करना और उससे भी अधिक, उसका उपयोग करना असंभव है। तीसरा, यह महंगा है: इन सभी लोगों को अधिक उपयोगी काम करना चाहिए। अंत में, मानवीय कारक: तापमान कितनी सटीकता से मापा जाता है, यह कितनी नियमितता से होता है?

और यह सिर्फ एक कारण है कि संयंत्र और सुविधा प्रबंधक तकनीकी प्रक्रियाओं पर मानवीय कारक के प्रभाव को न्यूनतम करने के मुद्दे पर काफी गंभीरता से चिंतित हैं।

यह उत्पादन में IoT के संभावित अनुप्रयोग का पहला उपयोगी मामला है।

दूसरा है कंपन नियंत्रण। उपकरण में इलेक्ट्रिक मोटर हैं, और कंपन नियंत्रण करने की आवश्यकता है। यह अभी भी उसी तरह से किया जाता है, मैन्युअल रूप से - दिन में एक बार लोग जाते हैं और विशेष उपकरणों के साथ कंपन स्तर को मापते हैं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सब कुछ ठीक है। यह फिर से समय और मानव संसाधनों की बर्बादी है, फिर से इस तरह के निरीक्षणों की शुद्धता और आवृत्ति पर मानव कारक का प्रभाव है, लेकिन मुख्य नुकसान यह है कि आप ऐसे डेटा के साथ काम नहीं कर सकते हैं, क्योंकि प्रसंस्करण के लिए व्यावहारिक रूप से कोई डेटा नहीं है और इसकी स्थिति के अनुसार गतिशील उपकरणों की सर्विसिंग पर स्विच करना असंभव है।

और यह अब उद्योग में मुख्य प्रवृत्तियों में से एक है - नियमित रखरखाव से लेकर स्थिति-आधारित रखरखाव तक का संक्रमण, जो कि जब ठीक से व्यवस्थित होता है, तो इसमें उपकरण संचालन समय का सक्रिय और विस्तृत लेखा-जोखा और इसकी वर्तमान स्थिति पर पूर्ण नियंत्रण शामिल होता है। उदाहरण के लिए, जब पंपों की जाँच करने का समय आता है, तो आप उनके मापदंडों की जाँच करते हैं और देखते हैं कि पंप A रखरखाव के लिए आवश्यक इंजन घंटों की संख्या में काम करने में कामयाब रहा है, लेकिन पंप B अभी तक नहीं कर पाया है, जिसका अर्थ है कि इसे अभी रखरखाव की आवश्यकता नहीं है, यह अभी भी बहुत जल्दी है।

मूल रूप से, यह हर 15 किलोमीटर पर कार में तेल बदलने जैसा है। कुछ लोग इसे छह महीने में कर सकते हैं, कुछ लोगों को एक साल की आवश्यकता होगी, और कुछ लोगों को इससे भी अधिक समय की आवश्यकता होगी, यह इस बात पर निर्भर करता है कि विशेष कार का कितना सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है।

पंप के साथ भी ऐसा ही है। साथ ही, एक दूसरा चर है जो रखरखाव की आवश्यकता को प्रभावित करता है - कंपन संकेतकों का इतिहास। मान लीजिए कि कंपन इतिहास ठीक था, और पंप अभी तक काम नहीं कर रहा है, इसलिए हम अभी तक इसकी सर्विस नहीं करते हैं। लेकिन अगर कंपन इतिहास सामान्य नहीं है, तो ऐसे पंप की सर्विसिंग की आवश्यकता होती है, भले ही घंटों काम न किया गया हो। और इसके विपरीत - एक उत्कृष्ट कंपन इतिहास के साथ, हम इसकी सर्विसिंग तभी करते हैं जब घंटों काम किया गया हो।

यदि इन सभी बातों को ध्यान में रखा जाए और इस तरह से रखरखाव किया जाए, तो गतिशील उपकरणों की सर्विसिंग की लागत को 20 या 30 प्रतिशत तक कम करना संभव है। उत्पादन के पैमाने को देखते हुए, ये बहुत महत्वपूर्ण आंकड़े हैं, गुणवत्ता में कमी के बिना और सुरक्षा के स्तर को कम किए बिना। और यह एक उद्यम में IIoT का उपयोग करने के लिए एक तैयार मामला है।

ऐसे कई मीटर भी हैं जिनसे अब जानकारी मैन्युअल रूप से ली जाती है ("गया - देखा - लिखा")। यह सब ऑनलाइन सर्विस करना भी अधिक कुशल है, ताकि वास्तविक समय में देखा जा सके कि क्या और कैसे उपयोग किया जा रहा है। इस तरह का दृष्टिकोण ऊर्जा संसाधन उपयोग के मुद्दे को हल करने में बहुत मदद करेगा: सटीक खपत के आंकड़ों को जानने से, आप सुबह पाइप ए को अधिक भाप की आपूर्ति कर सकते हैं, और शाम को पाइप बी को अधिक भाप दे सकते हैं, उदाहरण के लिए। आखिरकार, अब थर्मल पावर प्लांट सभी इकाइयों को गर्मी के साथ सटीक रूप से प्रदान करने के लिए एक बड़े रिजर्व के साथ बनाए जाते हैं। लेकिन आप रिजर्व के साथ नहीं, बल्कि बुद्धिमानी से, संसाधनों को अधिक इष्टतम रूप से वितरित करके निर्माण कर सकते हैं।

यह फैशनेबल डेटा संचालित निर्णय है, जब एकत्रित किए गए डेटा के साथ पूर्ण-विकसित कार्य के आधार पर निर्णय लिए जाते हैं। क्लाउड और एनालिटिक्स आज विशेष रूप से लोकप्रिय हैं, इस साल ओपन इनोवेशन में बड़े डेटा और क्लाउड के बारे में बहुत चर्चा हुई। हर कोई बड़े डेटा के साथ काम करने, प्रक्रिया करने, स्टोर करने के लिए तैयार है, लेकिन पहले डेटा एकत्र करने की आवश्यकता है। इस बारे में कम बात की जाती है। अब बहुत कम हार्डवेयर स्टार्टअप हैं।

तीसरा IoT मामला कर्मियों की ट्रैकिंग, परिधि नेविगेशन प्रदान करना आदि है। हम इसका उपयोग कर्मचारियों की आवाजाही को ट्रैक करने और बंद क्षेत्रों की निगरानी करने के लिए करते हैं। उदाहरण के लिए, किसी ऐसे क्षेत्र में कुछ काम किया जा रहा है, जिसके दौरान बाहरी लोगों को वहां नहीं जाना चाहिए - और वास्तविक समय में इसे नेत्रहीन रूप से मॉनिटर करना संभव है। या एक गश्ती दल पंप की जांच करने गया था, और लंबे समय से वहां है और आगे नहीं बढ़ा है - शायद वह व्यक्ति अस्वस्थ है, उसे मदद की ज़रूरत है।

मानकों के बारे में

दूसरी समस्या यह है कि औद्योगिक IoT के लिए समाधान बनाने के लिए कोई इंटीग्रेटर तैयार नहीं है। क्योंकि इस क्षेत्र में अभी भी कोई स्थापित मानक नहीं हैं।

उदाहरण के लिए, घर पर चीजें कैसी हैं: एक वाईफ़ाई राउटर है, आप स्मार्ट घर के लिए कुछ और खरीद सकते हैं - एक केतली, एक सॉकेट, एक आईपी कैमरा या लाइट बल्ब - यह सब मौजूदा वाईफ़ाई से कनेक्ट करें, और सब कुछ काम करेगा। यह निश्चित रूप से काम करेगा, क्योंकि वाईफ़ाई एक मानक है जिसके लिए सब कुछ अनुकूलित है।

लेकिन उद्यम समाधानों के क्षेत्र में, इस तरह के प्रचलन के मानक उपलब्ध नहीं हैं। तथ्य यह है कि घटक आधार स्वयं अपेक्षाकृत हाल ही में किफायती हुआ, जिसने ऐसे आधार पर हार्डवेयर को मानव संसाधनों के साथ प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति दी।

यदि हम दृष्टिगत रूप से तुलना करें तो संख्याएं लगभग समान होंगी।

औद्योगिक उपयोग के लिए एक स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली सेंसर की लागत लगभग 2000 डॉलर है।
एक LoRaWAN सेंसर की कीमत 3-4 हजार रूबल है।

10 साल पहले केवल स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियां थीं, कोई विकल्प नहीं था, लगभग 5 साल पहले LoRaWAN सामने आया।

लेकिन हम अपनी समस्त सुविधाओं में LoRaWAN सेंसरों को तैनात नहीं कर सकते।

प्रौद्योगिकियों का चयन

घरेलू वाई-फाई के साथ सब कुछ स्पष्ट है, कार्यालय उपकरणों के साथ भी सब कुछ लगभग समान है।

उद्योग जगत में IoT के संदर्भ में कोई लोकप्रिय और व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले मानक नहीं हैं। बेशक, बहुत सारे अलग-अलग औद्योगिक मानक हैं जिन्हें कंपनियाँ अपने लिए विकसित करती हैं।

उदाहरण के लिए, वायरलेस HART को लें, जिसे एमर्सन के लोगों ने बनाया था - यह भी 2,4 गीगाहर्ट्ज है, लगभग वही वाईफाई। बिंदु से बिंदु तक कवरेज क्षेत्र 50-70 मीटर है। यदि आप मानते हैं कि हमारे प्रतिष्ठानों का क्षेत्र कई फुटबॉल मैदानों के आकार से अधिक है, तो यह दुखद हो जाता है। और इस मामले में एक बेस स्टेशन आत्मविश्वास से 100 डिवाइस तक सेवा कर सकता है। और अब हम एक नया इंस्टॉलेशन स्थापित कर रहे हैं, शुरुआती चरणों में पहले से ही 400 से अधिक सेंसर हैं।

और फिर NB-IoT (नैरोबैंड इंटरनेट ऑफ थिंग्स) है, जो मोबाइल ऑपरेटरों द्वारा प्रदान किया जाता है। और फिर, उत्पादन में उपयोग के लिए नहीं - सबसे पहले, यह तुच्छ रूप से महंगा है (ऑपरेटर ट्रैफ़िक के लिए शुल्क लेता है), दूसरे, यह दूरसंचार ऑपरेटरों पर बहुत अधिक निर्भरता पैदा करता है। यदि आपको बंकर जैसे कमरों में ऐसे सेंसर लगाने की आवश्यकता है, जहाँ कोई कनेक्शन नहीं है, और आपको वहाँ अतिरिक्त उपकरण लगाने की आवश्यकता है - तो आपको ऑपरेटर से संपर्क करना होगा, शुल्क के लिए और सुविधा के नेटवर्क कवरेज के लिए ऑर्डर को पूरा करने के लिए अप्रत्याशित समय सीमा के साथ।

साइटों पर शुद्ध वाईफ़ाई का उपयोग करना असंभव है। यहां तक ​​कि घरेलू चैनल भी 2,4 गीगाहर्ट्ज और 5 गीगाहर्ट्ज दोनों पर अवरुद्ध हैं, और हमारे पास एक उत्पादन साइट है जिसमें बड़ी संख्या में सेंसर और उपकरण हैं, न कि प्रति अपार्टमेंट में कुछ कंप्यूटर और मोबाइल फोन।

बेशक, उचित गुणवत्ता के मालिकाना मानक हैं। लेकिन जब हम कई अलग-अलग डिवाइस के साथ नेटवर्क बनाते हैं तो यह काम नहीं करता है, हमें एक ही मानक की आवश्यकता होती है, न कि किसी बंद मानक की, जो हमें फिर से एक या दूसरे आपूर्तिकर्ता पर निर्भर बना देगा।

इसलिए, LoRaWAN गठबंधन एक बहुत अच्छा समाधान प्रतीत होता है, प्रौद्योगिकी सक्रिय रूप से विकसित हो रही है और, मेरी राय में, एक पूर्ण मानक तक बढ़ने का हर मौका है। RU868 आवृत्ति रेंज के विस्तार के बाद, हमारे पास यूरोप की तुलना में अधिक चैनल हैं, जिसका अर्थ है कि नेटवर्क क्षमता के बारे में शर्मिंदा होने की कोई आवश्यकता नहीं है, जो LoRaWAN को मापदंडों के आवधिक संग्रह के लिए एक उत्कृष्ट प्रोटोकॉल बनाता है, मान लीजिए, हर 10 मिनट में एक बार या एक घंटे में एक बार।

आदर्श रूप से, हमें सामान्य निगरानी चित्र बनाए रखने, डेटा एकत्र करने और आम तौर पर उपकरणों की स्थिति की निगरानी करने के लिए हर 10 मिनट में कई सेंसर से डेटा प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। और बाईपासर्स के मामले में, यह आवृत्ति अधिकतम एक घंटे के बराबर होती है।

और क्या कमी रह गई है?

संवाद का अभाव

हार्डवेयर डेवलपर्स और पेट्रोकेमिकल या तेल और गैस उद्योगों के ग्राहकों के बीच संवाद की कमी है। और यह पता चलता है कि आईटी विशेषज्ञ आईटी के दृष्टिकोण से उत्कृष्ट हार्डवेयर बनाते हैं, जिसका पेट्रोकेमिकल उत्पादन में बड़े पैमाने पर उपयोग नहीं किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, पाइपों का तापमान मापने के लिए LoRaWAN हार्डवेयर: इसे पाइप पर लटका दें, क्लैंप से जोड़ दें, रेडियो मॉड्यूल लटका दें, नियंत्रण बिंदु बंद कर दें - और बस।

यह उपकरण आईटी के लिए बिल्कुल उपयुक्त है, लेकिन उद्योग के लिए इसमें समस्याएं हैं।

3400 mAh की बैटरी। बेशक, यह सबसे आसान नहीं है, यहाँ थियोनिल क्लोराइड है, जो इसे -50 पर काम करने और क्षमता खोने नहीं देता है। अगर हम हर 10 मिनट में एक बार ऐसे सेंसर से सूचना भेजते हैं, तो यह छह महीने में बैटरी खत्म कर देगा। एक बार के समाधान में, चिंता की कोई बात नहीं है - सेंसर को खोलना, हर छह महीने में एक बार 300 रूबल के लिए एक नई बैटरी डालना।

लेकिन क्या होगा अगर एक विशाल साइट पर दसियों हज़ार सेंसर हों? इसमें बहुत ज़्यादा समय लगेगा। राउंड पर खर्च होने वाले मैन-ऑवर्स को खत्म करके, हमें सिस्टम मेंटेनेंस के लिए उतना ही समय मिलेगा।

समस्या का एक स्पष्ट समाधान 300 रूबल के लिए नहीं, बल्कि 1000 के लिए, बल्कि 19 एमएएच के लिए एक बैटरी स्थापित करना है, इसे हर 000 साल में एक बार बदलना होगा। यह सामान्य है। हां, इससे सेंसर की लागत थोड़ी बढ़ जाएगी। लेकिन उद्योग इसे वहन कर सकता है और उद्योग को वास्तव में इसकी आवश्यकता है।

कोई भी कैसडेविट नहीं करता, इसलिए किसी को भी उद्योग की जरूरतों के बारे में पता नहीं है।

और मुख्य बात के बारे में

और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि लोग संवाद की सामान्य कमी के कारण ही ठोकर खाते हैं। पेट्रोकेमिस्ट्री एक उत्पादन है, और एक खतरनाक उत्पादन है, जहाँ स्थानीय गैस रिसाव और विस्फोटक बादल के निर्माण की संभावना है। इसलिए, बिना किसी अपवाद के सभी उपकरण विस्फोट-प्रूफ होने चाहिए। और रूसी मानक TR CU 012/2011 के अनुसार उपयुक्त विस्फोट-प्रूफ प्रमाणपत्र होना चाहिए।

डेवलपर्स को इसके बारे में बिल्कुल भी जानकारी नहीं है। और विस्फोट सुरक्षा कोई ऐसा पैरामीटर नहीं है जिसे लगभग तैयार डिवाइस में आसानी से जोड़ा जा सके, जैसे कि कुछ अतिरिक्त LED लगाना। बोर्ड और सर्किट से लेकर तारों के इन्सुलेशन तक सब कुछ फिर से करने की जरूरत है।

क्या करना है

यह सरल है - संवाद करें। हम सीधे संवाद के लिए तैयार हैं, मेरा नाम वसीली येझोव है, जो SIBUR में IoT उत्पाद का मालिक है, आप मुझे यहाँ व्यक्तिगत संदेश या ईमेल द्वारा लिख ​​सकते हैं - ezhovvs@sibur.ru। हमारे पास तैयार तकनीकी विनिर्देश हैं, हम सब कुछ बताएंगे और दिखाएंगे, हमें किस उपकरण की आवश्यकता है और किन बातों को ध्यान में रखना चाहिए।

अभी, हम पहले से ही ग्रीन ज़ोन (जहाँ विस्फोट सुरक्षा हमारे लिए अनिवार्य पैरामीटर नहीं है) में LoRaWAN पर कई प्रोजेक्ट बना रहे हैं, हम देख रहे हैं कि यह सामान्य रूप से कैसा है, और क्या LoRaWAN इस तरह के पैमाने पर समस्याओं को हल करने के लिए उपयुक्त है। हमें यह छोटे परीक्षण नेटवर्क पर वास्तव में पसंद आया, अब हम सेंसर के उच्च घनत्व के साथ एक नेटवर्क बना रहे हैं, जहाँ एक इंस्टॉलेशन पर लगभग 400 सेंसर लगाने की योजना है। LoRaWAN के लिए मात्रा के संदर्भ में, यह बहुत अधिक नहीं है, लेकिन नेटवर्क घनत्व के संदर्भ में, यह पहले से ही बहुत अधिक है। इसलिए हम जाँच करेंगे।

कई उच्च तकनीक प्रदर्शनियों में, मैं हार्डवेयर निर्माताओं को विस्फोट सुरक्षा और इसकी आवश्यकता के बारे में बताने वाला पहला व्यक्ति था।

तो यह, सबसे पहले, एक संचार समस्या है, जिसे हम हल करना चाहते हैं। हम cusdev के बहुत पक्षधर हैं, यह सभी पक्षों के लिए उपयोगी और फायदेमंद है, ग्राहक को उसकी ज़रूरतों के लिए आवश्यक हार्डवेयर मिलता है, और डेवलपर को कुछ अनावश्यक बनाने या मौजूदा हार्डवेयर को पूरी तरह से नए सिरे से बनाने में समय बर्बाद नहीं करना पड़ता है।

यदि आप पहले से ही ऐसा कुछ कर रहे हैं और तेल, गैस और पेट्रोकेमिकल क्षेत्र में विस्तार करने के लिए तैयार हैं, तो हमें लिखें।

स्रोत: www.habr.com