Ha a petrolkémiai ipar folyamatainak automatizálásáról van szó, gyakran az a sztereotípia lép életbe, hogy a termelés összetett, ami azt jelenti, hogy az automatizált folyamatirányító rendszereknek köszönhetően ott mindent automatizálnak, ami elérhető. Valójában nem egészen így.
A petrolkémiai ipar valóban meglehetősen jól automatizált, de ez az alapvető technológiai folyamatra vonatkozik, ahol az automatizálás és az emberi tényező minimalizálása kritikus fontosságú. Az automatizált folyamatirányítási megoldások magas költsége miatt az összes kapcsolódó folyamat nem automatizált, és manuálisan hajtják végre. Ezért az a helyzet, amikor a munkavállaló néhány óránként manuálisan ellenőrzi, hogy ez vagy az a cső megfelelően fel van-e fűtve, hogy a szükséges kapcsoló be van-e kapcsolva, és a szelep be van-e húzva, a csapágy rezgésszintje normális - ez normális .
A legtöbb nem kritikus folyamat nem automatizált, de ez megtehető az Internet of Things technológiáival, nem pedig az automatizált folyamatvezérlő rendszerekkel.
Sajnos itt van egy probléma - hiányosság a kommunikációban a petrolkémiai iparból származó ügyfelek és maguk a vasfejlesztők között, akiknek nincsenek ügyfeleik az olaj- és gáziparban, és ennek megfelelően nem kapnak tájékoztatást a használati berendezések követelményeiről. agresszív, robbanásveszélyes területeken, zord éghajlati körülmények között stb.
Ebben a bejegyzésben erről a problémáról és annak megoldásáról fogunk beszélni.
IoT a petrolkémiában
Egyes paraméterek ellenőrzéséhez bejárást használunk a nem kritikus szerelési alkatrészek vizuális és tapintható ellenőrzése céljából. Az egyik gyakori probléma a gőzellátással kapcsolatos. A gőz számos petrolkémiai folyamat hűtőközege, és a fűtőműből hosszú csöveken keresztül jut el a végső csomópontig. Figyelembe kell venni, hogy gyáraink és létesítményeink meglehetősen nehéz éghajlati viszonyok között helyezkednek el, Oroszországban kemény a tél, és néha egyes csövek fagyni kezdenek.
Ezért az előírások szerint bizonyos személyzetnek óránként egyszer kört kell tennie, és meg kell mérnie a csövek hőmérsékletét. Egy egész üzem léptékében nagyszámú emberről van szó, akik szinte mást sem csinálnak, csak sétálgatnak és megérintenek a csöveket.
Először is kényelmetlen: a hőmérséklet alacsony lehet, és messzire kell gyalogolnia. Másodszor, ilyen módon lehetetlen adatokat gyűjteni és különösen felhasználni a folyamatra vonatkozóan. Harmadszor, költséges: ezeknek az embereknek hasznosabb munkát kell végezniük. Végül az emberi tényező: mennyire pontosan mérik a hőmérsékletet, milyen rendszerességgel történik ez?
És ez csak az egyik oka annak, hogy az üzem- és telepítésvezetők komolyan aggódnak az emberi tényező műszaki folyamatokra gyakorolt hatásának minimalizálása miatt.
Ez az első hasznos esettanulmány az IoT lehetséges felhasználásáról a termelésben.
A második a rezgésszabályozás. A berendezés villanymotoros, rezgésszabályozást kell végezni. Egyelőre ugyanúgy, manuálisan hajtják végre – naponta egyszer az emberek körbejárnak, és speciális műszerekkel mérik a rezgésszintet, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy minden rendben van. Ez megint csak idő- és emberi erőforrás pazarlás, megint az emberi tényező befolyása az ilyen körök helyességére és gyakoriságára, de a legfontosabb hátránya, hogy nem lehet ilyen adatokkal dolgozni, mert gyakorlatilag nincs adat a feldolgozásra, ill. lehetetlen áttérni a dinamikus berendezések állapot szerinti szervizelésére.
És most ez az egyik fő trend az iparágban - a rutinszerű karbantartásról az állapotalapú karbantartásra való átállás, amelynek megfelelő megszervezésével aktív és részletes nyilvántartást vezetnek a berendezések üzemóráiról, és teljes körű ellenőrzést tartanak a jelenlegi állapotáról. Például, amikor eljön az ideje a szivattyúk ellenőrzésének, ellenőrizze a paramétereiket, és látja, hogy ezalatt az idő alatt az A szivattyúnak sikerült összegyűjtenie a szükséges számú motorórát a szervizeléshez, de a B szivattyú még nem, ami azt jelenti, hogy még nincs szervizelve, még korai.
Általában ez olyan, mintha 15 000 kilométerenként cserélnénk az autóban az olajat. Valaki ezt hat hónap alatt le tudja ütni, másoknak egy év, másoknak pedig még tovább tart, attól függően, hogy az adott autót milyen aktívan használják.
Ugyanez a helyzet a szivattyúkkal. Ezenkívül van egy második változó, amely befolyásolja a karbantartás szükségességét - a rezgésjelzők története. Mondjuk a rezgéstörténet rendben volt, a szivattyú sem működött még óra szerint, vagyis még nem kell szervizelni. És ha a rezgéstörténet nem normális, akkor egy ilyen szivattyút üzemidő nélkül is szervizelni kell. És fordítva – kiváló rezgéstörténettel, ledolgozott órák esetén szervizeljük.
Ha mindezt figyelembe vesszük, és így végezzük el a karbantartást, 20, de akár 30 százalékkal is csökkenthetjük a dinamikus berendezések szervizelésének költségeit. A gyártási méreteket tekintve ezek nagyon jelentős számok, minőségromlás és a biztonsági szint veszélyeztetése nélkül. És ez egy kész eset az IIoT vállalati használatához.
Számos olyan számláló is létezik, amelyekről ma már manuálisan gyűjtik az információkat („Elmentem, megnéztem és felírtam”). Hatékonyabb mindezt online kiszolgálni, valós időben látni, hogy mit és hogyan használnak. Ez a megközelítés nagyban segít megoldani az energiaforrások felhasználásának kérdését: a pontos fogyasztási adatok ismeretében reggel több gőzt juttathat az A csőbe, este pedig több gőzt a B csőbe. Végül is a fűtőállomásokat most nagy tartalékkal építik, hogy minden alkatrészt pontosan biztosítsanak hővel. De nem tartalékokkal lehet építeni, hanem bölcsen, optimálisan elosztva az erőforrásokat.
Ez a divatos adatvezérelt döntés, amikor az összegyűjtött adatokkal végzett teljes körű munka alapján születnek döntések. A felhők és az elemzések különösen népszerűek manapság, az Open Innovations rendezvényen idén sok szó esett a big data-ról és a felhőkről. Mindenki készen áll a nagy adatokkal való munkavégzésre, feldolgozására, tárolására, de előbb össze kell gyűjteni az adatokat. Erről kevesebb szó esik. Manapság nagyon kevés hardver indul.
A harmadik IoT eset a személyzet követése, a kerületi navigáció stb. Ezt használjuk az alkalmazottak mozgásának nyomon követésére és a korlátozott területek figyelésére. Például a zónában olyan munkák zajlanak, amelyek során idegenek nem tartózkodhatnak benne - és ez valós időben vizuálisan ellenőrizhető. Vagy a vonalbíró elment ellenőrizni a szivattyút, és már régóta vele van és nem mozdul - lehet, hogy az illető rosszul lett és segítségre van szüksége.
A szabványokról
Egy másik probléma az, hogy nincsenek olyan integrátorok, amelyek készen állnak az ipari IoT megoldására. Mert ezen a területen még mindig nincsenek kialakult szabványok.
Például hogy mennek a dolgok otthon: van wifi routerünk, vehetsz valami mást okosotthonba - vízforralót, konnektort, IP kamerát vagy izzót - csatlakoztasd az egészet a meglévő wifire, és minden működni fog . Biztos működni fog, mert a wifi az a szabvány, amihez minden szabott.
A vállalkozások számára nyújtott megoldások terén azonban nem léteznek ilyen szintű elterjedtségi szabványok. Az a tény, hogy maga az alkatrészbázis viszonylag nemrég vált megfizethetővé, ami lehetővé tette, hogy az ilyen alapon lévő hardverek versenyezzenek az emberi erőforrásokkal.
Ha vizuálisan összehasonlítjuk, a számok megközelítőleg azonos léptékűek lesznek.
Egy automata vezérlőrendszer-érzékelő ipari felhasználásra körülbelül 2000 dollárba kerül.
Egy LoRaWAN érzékelő ára 3-4 ezer rubel.
10 éve még csak automatizált folyamatirányító rendszerek léteztek, alternatívák nélkül, 5 éve jelent meg a LoRaWAN.
A LoRaWAN szenzorokat azonban nem csak átvehetjük és használhatjuk vállalatainkban
Technológia kiválasztása
Otthoni wifivel minden tiszta, irodai eszközökkel nagyjából minden.
Az iparban nincsenek népszerű és általánosan használt szabványok az IoT tekintetében. Természetesen van egy csomó különféle ipari szabvány, amelyeket a vállalatok saját maguknak fejlesztenek ki.
Vegyük például a vezeték nélküli HART-ot, amit az emersoni srácok készítettek - szintén 2,4 GHz, majdnem ugyanaz a wifi. Az ilyen lefedettség területe pontról pontra 50-70 méter. Ha belegondolunk, hogy létesítményeink területe több futballpálya méretét is meghaladja, szomorúvá válik. Egy bázisállomás pedig ebben az esetben akár 100 eszközt is magabiztosan kiszolgálhat. És most egy új telepítést állítunk fel, a kezdeti szakaszban már több mint 400 érzékelő van.
És ott van az NB-IoT (NarrowBand Internet of Things), amelyet a mobilszolgáltatók biztosítanak. És ismét, nem termelési célra - egyrészt egyszerűen drága (az üzemeltető díjat számít fel a forgalomért), másrészt túl erős függőséget képez a távközlési szolgáltatóktól. Ha ilyen érzékelőket kell telepítenie olyan helyiségekben, mint például egy bunker, ahol nincs kommunikáció, és ott további berendezéseket kell telepítenie, fel kell vennie a kapcsolatot az üzemeltetővel, térítés ellenében és előre nem látható határidőkkel a fedezeti megrendelés teljesítésére. az objektumot hálózattal.
Lehetetlen tiszta wifit használni az oldalakon. Még az otthoni csatornák is akadoznak 2,4 GHz-en és 5 GHz-en is, és van egy gyártótelepünk, ahol rengeteg szenzor és berendezés található, és nem csak lakásonként pár számítógép és mobiltelefon.
Természetesen a józan minőségnek vannak saját szabványai. De ez nem működik, ha sok különböző eszközzel építünk hálózatot, egyetlen szabványra van szükségünk, és nem valami zárt dologra, amitől ismét függünk egyik vagy másik beszállítótól.
Ezért a LoRaWAN szövetség nagyon jó megoldásnak tűnik, a technológia aktívan fejlődik, és véleményem szerint minden esélye megvan arra, hogy teljes értékű színvonalra nőjön. Az RU868 frekvenciatartomány bővítése után több csatornánk van, mint Európában, ami azt jelenti, hogy egyáltalán nem kell aggódnunk a hálózati kapacitás miatt, ami miatt a LoRaWAN kiváló protokoll az időszakos, mondjuk 10 percenkénti paramétergyűjtéshez. vagy óránként egyszer.
Ideális esetben 10 percenként egyszer több érzékelőtől kell adatokat fogadnunk a normál megfigyelési kép fenntartásához, adatgyűjtéshez és általában a berendezés állapotának figyeléséhez. És a vonalvezetők esetében ez a gyakoriság legfeljebb egy óra.
Mi hiányzik még?
A párbeszéd hiánya
Hiányzik a párbeszéd a hardverfejlesztők és a petrolkémiai vagy olaj- és gázipari ügyfelek között. És kiderül, hogy az informatikusok informatikai szempontból kiváló hardvereket készítenek, amiket a petrolkémiai termelésben nem lehet tömegesen alkalmazni.
Például egy hardver a LoRaWAN-on a csövek hőmérsékletének mérésére: felakasztotta a csőre, rögzítette egy bilinccsel, felakasztotta a rádiómodult, bezárta a vezérlőpontot - és ennyi.
Az informatikai eszközök teljesen megfelelőek, de vannak gondok az ipar számára.
Akkumulátor 3400 mAh. Természetesen ez nem a legegyszerűbb, itt a tionil-klorid, amely képes -50 °C-on dolgozni és nem veszíteni a kapacitását. Ha 10 percenként egyszer küldünk információt egy ilyen érzékelőről, hat hónapon belül lemeríti az akkumulátort. Nincs semmi baj az egyedi megoldással – csavarja le az érzékelőt, helyezzen be egy új elemet 300 rubelért félévente.
Mi van, ha ezek több tízezer érzékelő egy hatalmas területen? Ez rengeteg időt fog igénybe venni. A bejárásokra fordított munkaórák kiiktatásával ugyanannyi időt kapunk a rendszer karbantartására.
A probléma meglehetősen kézenfekvő megoldása az, hogy egy akkumulátort nem 300 rubelért, hanem 1000-ért, hanem 19 000 mAh-ért telepítenek, 5 évente egyszer cserélni kell. Ez jó. Igen, ez kissé megnöveli magának az érzékelőnek a költségét. De az ipar megengedheti magának, és az iparnak valóban szüksége van rá.
Senki sem casdev, így senki sem tud az iparág igényeiről.
És a fő dologról
És ami a legfontosabb, amibe belebotlanak, az pontosan a párbeszéd banális hiánya miatt van. A petrolkémia termelés, és a termelés meglehetősen veszélyes, ahol helyi gázszivárgás és robbanásveszélyes felhő kialakulása lehetséges. Ezért kivétel nélkül minden berendezésnek robbanásbiztosnak kell lennie. És rendelkeznie kell a megfelelő robbanásvédelmi tanúsítvánnyal a TR TS 012/2011 orosz szabvány szerint.
A fejlesztők egyszerűen nem tudnak erről. A robbanásvédelem pedig nem egy olyan paraméter, amelyet egyszerűen csak hozzá lehet adni egy majdnem kész készülékhez, mint egy pár további LED. Mindent újra kell csinálni magától a táblától és az áramkörtől a vezetékek szigeteléséig.
Mi a teendő
Egyszerű – kommunikálj. Készen állunk a közvetlen párbeszédre, a nevem Vaszilij Ezhov, a SIBUR IoT termékének tulajdonosa, itt írhat nekem személyes üzenetben vagy e-mailben - [e-mail védett]. Kész műszaki specifikációink vannak, mindent elmondunk és megmutatjuk, milyen felszerelésre van szükségünk és miért és mit kell figyelembe venni.
Jelenleg már számos projektet építünk a LoRaWAN-on a zöld zónában (ahol a robbanásvédelem nem kötelező paraméter számunkra), vizsgáljuk, hogy ez általában, és hogy a LoRaWAN alkalmas-e ilyen típusú problémák megoldására. skála. Nagyon tetszett a kis teszthálózatokon, most egy nagy szenzorsűrűségű hálózatot építünk, ahol egy telepítésre körülbelül 400 érzékelőt terveznek. A LoRaWAN mennyiségét tekintve ez nem sok, de a hálózat sűrűségét tekintve már egy kicsit sok. Szóval nézzük meg.
Számos high-tech kiállításon hallottak tőlem először hardvergyártók a robbanásvédelemről és annak szükségességéről.
Ez tehát mindenekelőtt egy kommunikációs probléma, amit szeretnénk megoldani. Nagyon támogatjuk a cusdev-et, minden fél számára hasznos és előnyös, a megrendelő megkapja az igényeihez szükséges hardvert, a fejlesztő pedig nem vesztegeti az idejét arra, hogy valami felesleges dolgot készítsen, vagy a meglévő hardvert teljesen a nulláról készítse át.
Ha már csinál valami hasonlót, és kész terjeszkedni az olaj-, gáz- és petrolkémiai szektorban, csak írjon nekünk.
Forrás: will.com