Ketika berbicara tentang otomatisasi proses di industri petrokimia, sering kali muncul stereotip bahwa produksi itu rumit, yang berarti bahwa segala sesuatu yang dapat dicapai dilakukan di sana secara otomatis, berkat sistem kontrol proses otomatis. Sebenarnya tidak seperti itu.
Industri petrokimia memang terotomatisasi dengan cukup baik, namun hal ini menyangkut proses teknologi inti, di mana otomatisasi dan minimalisasi faktor manusia sangatlah penting. Semua proses terkait tidak diotomatisasi karena tingginya biaya solusi kontrol proses otomatis dan dilakukan secara manual. Oleh karena itu, situasi ketika setiap beberapa jam sekali seorang karyawan memeriksa secara manual apakah pipa ini atau itu dipanaskan dengan benar, apakah sakelar yang diperlukan dihidupkan dan apakah katup ditarik, apakah tingkat getaran bantalan normal - ini normal .
Sebagian besar proses non-kritis tidak diotomatisasi, namun hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan teknologi Internet of Things daripada sistem kontrol proses otomatis.
Sayangnya, terdapat masalah di sini - kesenjangan komunikasi antara pelanggan dari industri petrokimia dan pengembang besi itu sendiri, yang tidak memiliki pelanggan di industri minyak dan gas dan, oleh karena itu, tidak menerima informasi tentang persyaratan peralatan untuk digunakan. di area yang agresif dan mudah meledak, dalam kondisi iklim yang keras, dll.
Pada postingan kali ini kita akan membahas tentang masalah ini dan cara mengatasinya.
IoT dalam petrokimia
Untuk memeriksa beberapa parameter, kami menggunakan penelusuran untuk tujuan inspeksi visual dan sentuhan terhadap komponen instalasi yang tidak kritis. Salah satu masalah umum terkait dengan pasokan uap. Uap adalah pendingin untuk banyak proses petrokimia, dan disuplai dari pabrik pemanas ke simpul akhir melalui pipa panjang. Perlu diingat bahwa pabrik dan instalasi kami berlokasi di kondisi iklim yang agak sulit, musim dingin di Rusia sangat parah, dan terkadang beberapa pipa mulai membeku.
Oleh karena itu, sesuai aturan, petugas tertentu harus berkeliling satu jam sekali dan mengukur suhu pipa. Dalam skala keseluruhan pabrik, ini adalah sejumlah besar orang yang hampir tidak melakukan apa pun selain berjalan-jalan dan menyentuh pipa.
Pertama, ini merepotkan: suhu bisa rendah dan Anda harus berjalan jauh. Kedua, dengan cara ini tidak mungkin mengumpulkan dan, terlebih lagi, menggunakan data dalam proses tersebut. Ketiga, biayanya mahal: semua orang harus melakukan pekerjaan yang lebih bermanfaat. Terakhir, faktor manusia: seberapa akurat suhu diukur, seberapa sering hal ini terjadi?
Dan ini hanyalah salah satu alasan mengapa manajer pabrik dan instalasi sangat memperhatikan upaya meminimalkan dampak faktor manusia terhadap proses teknis.
Ini adalah studi kasus pertama yang berguna tentang kemungkinan penggunaan IoT dalam produksi.
Yang kedua adalah kontrol getaran. Peralatan tersebut memiliki motor listrik, dan pengendalian getaran harus dilakukan. Untuk saat ini dilakukan dengan cara yang sama, secara manual - sekali sehari, masyarakat berjalan-jalan dan menggunakan alat khusus untuk mengukur tingkat getaran untuk memastikan semuanya beres. Ini sekali lagi membuang-buang waktu dan sumber daya manusia, lagi-lagi pengaruh faktor manusia terhadap kebenaran dan frekuensi putaran tersebut, namun kelemahan yang paling penting adalah Anda tidak dapat bekerja dengan data tersebut, karena hampir tidak ada data untuk diproses dan tidak mungkin untuk beralih ke servis peralatan dinamis berdasarkan kondisi.
Dan ini sekarang menjadi salah satu tren utama dalam industri - transisi dari pemeliharaan rutin ke pemeliharaan berbasis kondisi, dengan pengaturan yang tepat sehingga catatan jam pengoperasian peralatan yang aktif dan terperinci serta kendali penuh atas kondisi saat ini dapat dipertahankan. Misalnya, ketika tiba waktunya untuk memeriksa pompa, Anda memeriksa parameternya dan melihat bahwa selama waktu ini pompa A telah berhasil mengumpulkan jumlah jam mesin yang diperlukan untuk servis, namun pompa B belum melakukannya, yang berarti pompa tersebut tidak dapat melakukan servis. belum dilayani, masih terlalu dini.
Secara umum, seperti mengganti oli mobil setiap 15 kilometer. Ada yang bisa menyelesaikannya dalam enam bulan, ada yang butuh waktu satu tahun, dan ada yang lebih lama lagi, tergantung seberapa aktif mobil tertentu digunakan.
Sama halnya dengan pompa. Ditambah lagi, ada variabel kedua yang mempengaruhi kebutuhan pemeliharaan - sejarah indikator getaran. Katakanlah riwayat getarannya sudah beres, pompanya juga belum bekerja sesuai jamnya, artinya kita belum perlu melakukan servis. Dan jika riwayat getarannya tidak normal, maka pompa tersebut harus diservis meski tanpa jam pengoperasian. Dan sebaliknya - dengan riwayat getaran yang sangat baik, kami melayaninya jika jam kerja telah habis.
Jika Anda memperhitungkan semua ini dan melakukan pemeliharaan dengan cara ini, Anda dapat mengurangi biaya servis peralatan dinamis sebesar 20 atau bahkan 30 persen. Mengingat skala produksinya, angka ini sangat signifikan, tanpa kehilangan kualitas dan tanpa mengurangi tingkat keamanan. Dan ini adalah kasus siap pakai untuk menggunakan IIoT di suatu perusahaan.
Ada juga banyak penghitung yang informasinya dikumpulkan secara manual (“Saya pergi, melihat, dan menulis”). Hal ini juga lebih efisien untuk melayani semua ini secara online, untuk melihat secara real time apa yang digunakan dan bagaimana caranya. Pendekatan ini akan sangat membantu dalam memecahkan masalah penggunaan sumber daya energi: dengan mengetahui angka konsumsi pastinya, Anda dapat mensuplai lebih banyak steam ke pipa A di pagi hari, dan lebih banyak steam ke pipa B di malam hari, misalnya. Memang, sekarang stasiun pemanas dibangun dengan margin besar untuk menyediakan panas secara akurat ke semua komponen. Namun Anda tidak bisa membangun dengan cadangan, tetapi dengan bijak, mendistribusikan sumber daya secara optimal.
Ini adalah keputusan berbasis data yang modis, ketika keputusan dibuat berdasarkan kerja penuh dengan data yang telah dikumpulkan. Cloud dan analitik sangat populer saat ini; di Open Innovations tahun ini ada banyak pembicaraan tentang big data dan cloud. Setiap orang siap bekerja dengan big data, memprosesnya, menyimpannya, tetapi datanya harus dikumpulkan terlebih dahulu. Jarang sekali pembicaraan mengenai hal ini. Saat ini, hanya ada sedikit startup perangkat keras.
Kasus IoT ketiga adalah pelacakan personel, navigasi perimeter, dll. Kami menggunakan ini untuk melacak pergerakan karyawan dan memantau area terlarang. Misalnya, beberapa pekerjaan sedang dilakukan di zona tersebut, di mana tidak boleh ada orang asing di dalamnya - dan hal ini dapat dikontrol secara visual secara real-time. Atau petugas pergi untuk memeriksa pompa, dan sudah lama menggunakannya dan tidak bergerak - mungkin orang tersebut menjadi tidak sehat dan membutuhkan bantuan.
Tentang standar
Masalah lainnya adalah belum adanya integrator yang siap memberikan solusi untuk IoT industri. Karena masih belum ada standar yang ditetapkan di bidang ini.
Misalnya, keadaan di rumah: kami memiliki router wifi, Anda dapat membeli sesuatu yang lain untuk rumah pintar - ketel, stopkontak, kamera IP, atau bola lampu - sambungkan semuanya ke wifi yang ada, dan semuanya akan berfungsi . Ini pasti akan berhasil, karena wifi adalah standar yang disesuaikan dengan segala sesuatunya.
Namun dalam bidang solusi bagi perusahaan, standar tingkat prevalensi seperti ini tidak ada. Faktanya adalah bahwa basis komponen itu sendiri menjadi relatif terjangkau baru-baru ini, yang memungkinkan perangkat keras pada basis tersebut bersaing dengan sumber daya manusia.
Jika kita bandingkan secara visual, skala angkanya kurang lebih sama.
Satu sensor sistem kontrol otomatis untuk keperluan industri berharga sekitar $2000.
Satu sensor LoRaWAN berharga 3-4 ribu rubel.
10 tahun lalu hanya ada sistem kontrol proses otomatis, tanpa alternatif, LoRaWAN muncul 5 tahun lalu.
Namun kami tidak bisa begitu saja mengambil dan menggunakan sensor LoRaWAN di seluruh perusahaan kami
Seleksi Teknologi
Dengan wifi rumah semuanya jelas, dengan peralatan kantor semuanya hampir sama.
Tidak ada standar yang populer dan umum digunakan dalam hal IoT di industri. Tentu saja ada banyak standar industri berbeda yang dikembangkan sendiri oleh perusahaan.
Ambil contoh, HART nirkabel yang dibuat oleh orang-orang dari Emerson - juga 2,4 GHz, wifi hampir sama. Luas cakupannya dari titik ke titik adalah 50-70 meter. Mengingat luas instalasi kami melebihi luas beberapa lapangan sepak bola, sungguh menyedihkan. Dan satu stasiun pangkalan dalam hal ini dapat dengan percaya diri melayani hingga 100 perangkat. Dan sekarang kami sedang menyiapkan instalasi baru, pada tahap awal sudah ada lebih dari 400 sensor.
Lalu ada NB-IoT (NarrowBand Internet of Things), yang disediakan oleh operator seluler. Dan sekali lagi, bukan untuk digunakan dalam produksi - pertama, harganya mahal (operator mengenakan biaya untuk lalu lintas), dan kedua, ketergantungan yang terlalu kuat pada operator telekomunikasi. Jika Anda perlu memasang sensor tersebut di ruangan seperti bunker, di mana tidak ada komunikasi, dan Anda perlu memasang peralatan tambahan di sana, Anda harus menghubungi operator, dengan biaya tertentu dan dengan tenggat waktu yang tidak dapat diprediksi untuk melaksanakan perintah untuk menutupi objek dengan jaringan.
Tidak mungkin menggunakan wifi murni di situs. Bahkan saluran rumah pun macet pada frekuensi 2,4 GHz dan 5 GHz, dan kami memiliki lokasi produksi dengan sejumlah besar sensor dan peralatan, dan bukan hanya beberapa komputer dan telepon seluler per apartemen.
Tentu saja, ada standar kualitas yang wajar. Namun hal ini tidak akan berhasil jika kita membangun jaringan dengan banyak perangkat yang berbeda, kita memerlukan satu standar, dan bukan sesuatu yang tertutup yang akan kembali membuat kita bergantung pada satu pemasok atau lainnya.
Oleh karena itu, aliansi LoRaWAN tampaknya menjadi solusi yang sangat baik; teknologinya berkembang secara aktif dan, menurut pendapat saya, memiliki setiap peluang untuk berkembang hingga mencapai standar penuh. Setelah perluasan rentang frekuensi RU868, kami memiliki lebih banyak saluran daripada di Eropa, yang berarti kami tidak perlu khawatir tentang kapasitas jaringan sama sekali, yang menjadikan LoRaWAN protokol yang sangat baik untuk mengumpulkan parameter secara berkala, misalnya, setiap 10 menit sekali. atau sekali dalam satu jam.
Idealnya, kita perlu menerima data dari sejumlah sensor setiap 10 menit sekali untuk menjaga gambaran pengawasan normal, mengumpulkan data, dan secara umum memantau kondisi peralatan. Dan dalam kasus linemen, frekuensi ini paling banter sama dengan satu jam.
Apa lagi yang hilang?
Kurangnya dialog
Kurangnya dialog antara pengembang perangkat keras dan pelanggan petrokimia atau minyak dan gas. Dan ternyata spesialis TI membuat perangkat keras yang sangat baik dari sudut pandang TI, yang tidak dapat digunakan secara massal dalam produksi petrokimia.
Misalnya, perangkat keras di LoRaWAN untuk mengukur suhu pipa: digantung di pipa, dipasang dengan penjepit, digantung modul radio, menutup titik kontrol - dan selesai.
Peralatan IT sudah cukup memadai, namun ada kendala bagi industri.
Baterai 3400mAh. Tentu saja, ini bukan yang paling sederhana, ini adalah tionil klorida, yang memberikannya kemampuan untuk bekerja pada -50 dan tidak kehilangan kapasitas. Jika kita mengirimkan informasi dari sensor tersebut setiap 10 menit sekali, baterai akan terkuras dalam enam bulan. Tidak ada yang salah dengan solusi khusus—buka sensornya, masukkan baterai baru seharga 300 rubel setiap enam bulan.
Bagaimana jika ini adalah puluhan ribu sensor di situs yang sangat besar? Ini akan memakan banyak waktu. Dengan menghilangkan jam kerja yang dihabiskan untuk penelusuran, kami mendapatkan jumlah waktu yang sama untuk memelihara sistem.
Solusi yang cukup jelas untuk masalah ini adalah memasang baterai bukan untuk 300 rubel, tetapi untuk 1000, tetapi untuk 19 mAh, baterai harus diganti setiap 000 tahun sekali. Ini baik-baik saja. Ya, ini akan sedikit meningkatkan biaya sensor itu sendiri. Namun industri mampu membelinya dan industri sangat membutuhkannya.
Tidak ada yang casdev, jadi tidak ada yang tahu kebutuhan industri.
Dan tentang hal utama
Dan yang paling penting, apa yang mereka temui justru karena kurangnya dialog. Petrokimia adalah sebuah produksi, dan produksinya cukup berbahaya, dimana skenario kebocoran gas lokal dan pembentukan awan eksplosif mungkin terjadi. Oleh karena itu, semua peralatan tanpa terkecuali harus tahan ledakan. Dan memiliki sertifikat perlindungan ledakan yang sesuai dengan standar Rusia TR TS 012/2011.
Para pengembang tidak mengetahui hal ini. Dan perlindungan ledakan bukanlah parameter yang dapat ditambahkan begitu saja ke perangkat yang hampir selesai, seperti beberapa LED tambahan. Semuanya perlu diulang mulai dari papan itu sendiri dan sirkuit hingga insulasi kabel.
Apa yang harus dilakukan
Sederhana saja - berkomunikasi. Kami siap untuk berdialog langsung, nama saya Vasily Ezhov, pemilik produk IoT di SIBUR, Anda dapat menulis kepada saya di sini melalui pesan pribadi atau email - [email dilindungi]. Kami memiliki spesifikasi teknis yang sudah jadi, kami akan memberi tahu Anda segalanya dan menunjukkan kepada Anda peralatan apa yang kami butuhkan dan mengapa serta apa yang perlu diperhitungkan.
Saat ini kami sudah membangun sejumlah proyek di LoRaWAN di zona hijau (dimana proteksi ledakan bukan merupakan parameter wajib bagi kami), kami sedang melihat bagaimana secara umum, dan apakah LoRaWAN cocok untuk menyelesaikan masalah seperti itu. skala. Kami sangat menyukainya pada jaringan pengujian kecil; sekarang kami sedang membangun jaringan dengan sensor kepadatan tinggi, di mana sekitar 400 sensor direncanakan untuk satu instalasi. Dari segi kuantitas untuk LoRaWAN memang belum banyak, namun dari segi kepadatan jaringan sudah agak banyak. Jadi mari kita periksa.
Di sejumlah pameran teknologi tinggi, produsen perangkat keras untuk pertama kalinya mendengar dari saya tentang perlindungan ledakan dan kebutuhannya.
Jadi, pertama-tama, ini adalah masalah komunikasi yang ingin kami selesaikan. Kami sangat mendukung cusdev, berguna dan bermanfaat bagi semua pihak, pelanggan menerima perangkat keras yang diperlukan untuk kebutuhannya, dan pengembang tidak membuang waktu untuk membuat sesuatu yang tidak perlu atau merombak total perangkat keras yang ada dari awal.
Jika Anda sudah melakukan hal serupa dan siap berekspansi ke sektor minyak, gas, dan petrokimia, kirimkan saja surat kepada kami.
Sumber: www.habr.com