하드웨어 개발자가 고품질 cusdev를 수행하는 것이 중요한 이유

석유화학 산업의 프로세스 자동화와 관련하여 생산이 복잡하다는 고정관념이 종종 작용합니다. 즉, 자동화된 프로세스 제어 시스템 덕분에 도달할 수 있는 모든 것이 그곳에서 자동화된다는 의미입니다. 실제로는 그렇지 않습니다.

석유화학 산업은 실제로 상당히 자동화되어 있지만 이는 자동화와 인적 요소 최소화가 중요한 핵심 기술 프로세스와 관련이 있습니다. 자동화된 프로세스 제어 솔루션의 높은 비용으로 인해 모든 관련 프로세스가 자동화되지 않고 수동으로 수행됩니다. 따라서 두 시간에 한 번씩 직원이 이 파이프나 저 파이프가 적절하게 가열되었는지, 필요한 스위치가 켜져 있는지, 밸브가 후퇴되었는지, 베어링의 진동 수준이 정상인지 수동으로 확인하는 상황은 정상입니다. .

대부분의 중요하지 않은 프로세스는 자동화되지 않지만 자동화된 프로세스 제어 시스템이 아닌 사물 인터넷 기술을 사용하여 이를 수행할 수 있습니다.

불행하게도 여기에는 문제가 있습니다. 석유 및 가스 산업 고객이 없어 사용 장비 요구 사항에 대한 정보를받지 못하는 석유 화학 산업 고객과 철 개발자 사이의 의사 소통 격차입니다. 공격적이고 폭발성이 있는 지역, 혹독한 기후 조건 등

이번 포스팅에서는 이 문제와 해결 방법에 대해 알아보겠습니다.

석유화학 분야의 IoT

일부 매개변수를 확인하기 위해 중요하지 않은 설치 구성 요소에 대한 시각적 및 촉각적 검사를 위한 연습을 사용합니다. 일반적인 문제 중 하나는 증기 공급과 관련이 있습니다. 증기는 많은 석유화학 공정의 냉각수로서, 가열 플랜트에서 긴 파이프를 통해 최종 노드까지 공급됩니다. 우리 공장과 시설은 다소 어려운 기후 조건에 위치하고 있으며 러시아의 겨울은 가혹하며 때로는 일부 파이프가 얼기 시작한다는 점을 고려해야 합니다.

따라서 규정에 따라 특정 인력은 XNUMX시간에 한 번씩 순회를 하여 배관의 온도를 측정해야 합니다. 전체 공장 규모로 볼 때, 이는 돌아다니거나 파이프를 만지는 것 외에는 거의 아무것도 하지 않는 많은 사람들입니다.

첫째, 불편하다. 기온이 낮아질 수 있고, 멀리 걸어야 한다. 둘째, 이러한 방식으로는 프로세스에 대한 데이터를 수집하고 특히 사용하는 것이 불가능합니다. 셋째, 비용이 많이 듭니다. 이 모든 사람들은 더 유용한 일을 해야 합니다. 마지막으로 인적 요소입니다. 온도는 얼마나 정확하게 측정되며, 이러한 일이 얼마나 정기적으로 발생합니까?

이는 공장 및 설치 관리자가 기술 프로세스에 대한 인적 요소의 영향을 최소화하는 데 매우 심각하게 관심을 갖는 이유 중 하나일 뿐입니다.

이는 생산에 IoT를 사용할 수 있는 가능성에 대한 첫 번째 유용한 사례 연구입니다.

두 번째는 진동 제어입니다. 장비에는 전기 모터가 있으므로 진동 제어가 수행되어야 합니다. 현재로서는 동일한 방식으로 수동으로 수행됩니다. 하루에 한 번 사람들은 돌아다니며 특수 장비를 사용하여 진동 수준을 측정하여 모든 것이 제대로 작동하는지 확인합니다. 이것은 다시 시간과 인적 자원의 낭비이며, 다시 한번 그러한 라운드의 정확성과 빈도에 대한 인적 요소의 영향이지만, 가장 중요한 단점은 처리할 데이터가 거의 없기 때문에 그러한 데이터로 작업할 수 없다는 것입니다. 상태에 따라 동적 장비를 정비하는 것은 불가능합니다.

그리고 이것은 이제 업계의 주요 추세 중 하나입니다. 즉, 일상적인 유지 관리에서 상태 기반 유지 관리로의 전환이며, 장비 작동 시간에 대한 적극적이고 상세한 기록과 현재 상태에 대한 완전한 제어가 유지되는 적절한 조직을 갖추고 있습니다. 예를 들어, 펌프를 점검할 시간이 되면 해당 매개변수를 확인하고 이 시간 동안 펌프 A는 서비스에 필요한 엔진 시간을 축적했지만 펌프 B는 아직 축적하지 않았음을 확인합니다. 아직 서비스가 제공되지 않습니다. 너무 이르습니다.

일반적으로 이는 15km마다 자동차의 오일을 교체하는 것과 같습니다. 특정 자동차를 얼마나 적극적으로 사용하느냐에 따라 어떤 사람은 000개월 안에 이 작업을 완료할 수 있고, 어떤 사람은 XNUMX년이 걸리고, 다른 사람은 더 오랜 시간이 걸릴 수도 있습니다.

펌프도 마찬가지입니다. 또한 유지 관리의 필요성에 영향을 미치는 두 번째 변수, 즉 진동 표시기의 기록이 있습니다. 진동 기록이 제대로 되어 있고 펌프도 아직 시간 내에 작동하지 않았다고 가정해 보겠습니다. 이는 아직 서비스할 필요가 없다는 의미입니다. 그리고 진동 이력이 정상이 아닌 경우 해당 펌프는 작동 시간 없이도 서비스를 받아야 합니다. 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 진동 이력이 뛰어나므로 몇 시간 동안 작업한 경우 서비스를 제공합니다.

이 모든 것을 고려하고 이러한 방식으로 유지 관리를 수행하면 동적 장비 서비스 비용을 20~30%까지 줄일 수 있습니다. 생산 규모를 고려하면 이는 품질 저하나 안전 수준 저하 없이 매우 중요한 수치입니다. 이는 기업에서 IIoT를 사용하기 위한 기성 사례입니다.

이제 정보를 수동으로 수집하는 카운터도 많이 있습니다(“가서 보고 적었습니다”). 또한 이 모든 것을 온라인으로 제공하고 무엇이 어떻게 사용되고 있는지 실시간으로 확인하는 것이 더 효율적입니다. 이 접근 방식은 에너지 자원 사용 문제를 해결하는 데 큰 도움이 됩니다. 예를 들어 정확한 소비 수치를 알면 아침에 파이프 A에 더 많은 증기를 공급하고 저녁에 파이프 B에 더 많은 증기를 공급할 수 있습니다. 결국, 이제 모든 구성 요소에 열을 정확하게 공급하기 위해 가열 스테이션은 큰 예비력으로 구축되었습니다. 그러나 예비비로 건설하는 것이 아니라 현명하게 자원을 최적으로 분배하여 건설할 수 있습니다.

이는 수집된 데이터를 사용한 본격적인 작업을 기반으로 결정이 내려지는 유행하는 데이터 기반 결정입니다. 오늘날 클라우드와 분석은 특히 인기가 높습니다. 올해 Open Innovations에서는 빅데이터와 클라우드에 관해 많은 이야기가 있었습니다. 누구나 빅 데이터로 작업하고, 처리하고, 저장할 준비가 되어 있지만 먼저 데이터를 수집해야 합니다. 이에 대한 이야기는 적습니다. 요즘에는 하드웨어 스타트업이 거의 없습니다.

세 번째 IoT 사례는 인원 추적, 경계 내비게이션 등입니다. 우리는 이를 사용하여 직원의 움직임을 추적하고 제한 구역을 모니터링합니다. 예를 들어, 해당 구역에서 일부 작업이 수행되고 있으며 그 동안 낯선 사람이 있어서는 안 되며 이를 실시간으로 시각적으로 제어할 수 있습니다. 또는 전위가 펌프를 확인하러 갔는데 오랫동안 펌프를 가지고 있었고 움직이지 않습니다. 어쩌면 그 사람의 몸이 나빠서 도움이 필요할 수도 있습니다.

표준 정보

또 다른 문제는 산업용 IoT용 솔루션을 만들 준비가 되어 있는 통합업체가 없다는 것입니다. 왜냐하면 이 분야에는 아직 확립된 표준이 없기 때문입니다.

예를 들어, 집 상황은 어떤가요? Wi-Fi 라우터가 있고 스마트 홈을 위해 주전자, 소켓, IP 카메라 또는 전구 등 다른 것을 구입할 수 있습니다. 모두 기존 Wi-Fi에 연결하면 모든 것이 작동합니다. . Wi-Fi는 모든 것이 맞춤화된 표준이기 때문에 확실히 작동할 것입니다.

그러나 기업용 솔루션 분야에서는 이러한 보급 수준에 대한 표준이 존재하지 않습니다. 사실은 구성 요소 기반 자체가 비교적 최근에 저렴해졌기 때문에 그러한 기반의 하드웨어가 인적 자원과 경쟁할 수 있게 되었습니다.

시각적으로 비교해 보면 숫자의 척도는 거의 같습니다.

산업용 자동 제어 시스템 센서 2000개 가격은 약 $XNUMX입니다.
LoRaWAN 센서 하나의 가격은 3~4루블입니다.

10년 전에는 자동화된 공정 제어 시스템만 있었고, 대안이 없이 5년 전에 LoRaWAN이 등장했습니다.

하지만 LoRaWAN 센서를 기업 전체에 도입하여 사용할 수는 없습니다.

기술선택

가정용 Wi-Fi를 사용하면 모든 것이 명확하고 사무용 장비를 사용하면 모든 것이 거의 동일합니다.

업계에서는 IoT 측면에서 대중적이고 일반적으로 사용되는 표준이 없습니다. 물론 기업이 스스로 개발하는 다양한 산업 표준이 있습니다.

예를 들어 Emerson의 직원이 만든 무선 HART를 예로 들어 보겠습니다. 역시 2,4GHz이며 거의 동일한 Wi-Fi입니다. 지점 간 적용 범위는 50-70 미터입니다. 우리가 설치한 면적이 축구장 몇 개 크기를 초과한다는 점을 고려하면 안타까운 일입니다. 이 경우 하나의 기지국은 최대 100개의 장치에 자신있게 서비스를 제공할 수 있습니다. 그리고 우리는 현재 새로운 설치를 준비하고 있으며 초기 단계에는 이미 400개 이상의 센서가 있습니다.

그리고 이동통신 사업자가 제공하는 NB-IoT(NarrowBand Internet of Things)가 있습니다. 그리고 생산에 사용하기 위한 것이 아닙니다. 첫째, 단순히 비용이 많이 들고(운영자가 트래픽 비용을 청구함) 둘째, 통신 사업자에 너무 강한 의존성을 형성합니다. 통신이 불가능한 벙커와 같은 장소에 이러한 센서를 설치해야 하고 거기에 추가 장비를 설치해야 하는 경우, 운영자에게 연락해야 하며 비용을 지불하고 해당 주문을 실행하기 위한 예측할 수 없는 기한을 정해야 합니다. 네트워크가 있는 개체.

사이트에서 순수 Wi-Fi를 사용하는 것은 불가능합니다. 심지어 홈 채널도 2,4GHz와 5GHz 모두에서 정체 현상이 발생하고 있으며, 우리는 아파트당 컴퓨터와 휴대폰 두 대 정도가 아니라 엄청난 수의 센서와 장비를 갖춘 생산 현장을 보유하고 있습니다.

물론 정상적인 품질에 대한 독점 표준이 있습니다. 그러나 이것은 다양한 장치로 네트워크를 구축할 때 작동하지 않습니다. 단일 표준이 필요하며 하나 또는 다른 공급업체에 다시 의존하게 만드는 폐쇄적인 것이 필요하지 않습니다.

따라서 LoRaWAN 동맹은 매우 좋은 솔루션인 것 같습니다. 기술이 활발히 개발되고 있으며 제 생각에는 본격적인 표준으로 성장할 수 있는 모든 기회가 있습니다. RU868 주파수 범위 확장 후 유럽보다 더 많은 채널을 보유하게 되었으며, 이는 네트워크 용량에 대해 전혀 걱정할 필요가 없음을 의미하며, 이는 LoRaWAN을 주기적으로(예: 10분마다 한 번씩) 매개변수를 수집하는 데 탁월한 프로토콜로 만들어줍니다. 아니면 한 시간에 한 번씩.

이상적으로는 정상적인 감시 사진을 유지하고 데이터를 수집하며 일반적으로 장비 상태를 모니터링하려면 10분마다 한 번씩 여러 센서로부터 데이터를 수신해야 합니다. 그리고 라인맨의 경우 이 빈도는 기껏해야 한 시간에 해당합니다.

또 무엇이 빠졌나요?

대화의 부족

하드웨어 개발자와 석유화학, 석유 및 가스 고객 간의 대화가 부족합니다. 그리고 IT 전문가들은 석유화학 생산에 한꺼번에 사용할 수 없는 IT 관점에서 우수한 하드웨어를 만드는 것으로 밝혀졌다.

예를 들어, 파이프 온도를 측정하기 위한 LoRaWAN의 하드웨어는 파이프에 걸고, 클램프로 부착하고, 무선 모듈을 걸고, 제어점을 닫는 것뿐입니다.

IT 장비는 절대적으로 적합하지만 업계에서는 문제가 있습니다.

배터리 3400mAh. 물론 가장 간단한 것은 아닙니다. 여기에 염화 티오닐이 있어 -50에서 작동하고 용량을 잃지 않는 능력을 제공합니다. 이러한 센서에서 10분마다 한 번씩 정보를 보내면 300개월 안에 배터리가 소모됩니다. 맞춤형 솔루션에는 아무런 문제가 없습니다. 센서의 나사를 풀고 XNUMX개월마다 XNUMX루블의 새 배터리를 삽입하십시오.

거대한 현장에 수만 개의 센서가 있다면 어떨까요? 이것은 엄청난 시간이 걸릴 것입니다. 검토에 소요되는 인력 시간을 제거함으로써 시스템을 유지 관리하는 데 동일한 시간을 확보할 수 있습니다.

문제에 대한 상당히 분명한 해결책은 300 루블이 아닌 1000이 아닌 19mAh의 배터리를 설치하는 것입니다. 000년에 한 번씩 교체해야 합니다. 이건 괜찮아. 예, 이로 인해 센서 자체의 비용이 약간 증가합니다. 그러나 업계에서는 이를 감당할 수 있고 업계에서는 실제로 이를 필요로 합니다.

아무도 casdev가 아니기 때문에 업계의 요구 사항을 아는 사람이 없습니다.

그리고 중요한 것에 대해

그리고 가장 중요한 것은 그들이 우연히 발견한 것은 바로 진부한 대화의 부족 때문이라는 것입니다. 석유화학제품은 생산이며 국지적인 가스 누출과 폭발성 구름 형성 시나리오가 가능한 생산은 매우 위험합니다. 따라서 모든 장비는 예외 없이 방폭형이어야 합니다. 또한 러시아 표준 TR TS 012/2011에 따라 적절한 방폭 인증서를 보유해야 합니다.

개발자들은 이것에 대해 전혀 모릅니다. 그리고 폭발 방지 기능은 LED 몇 개처럼 거의 완성된 장치에 간단히 추가할 수 있는 매개변수가 아닙니다. 보드 자체와 회로부터 전선 절연까지 모든 것을 다시 실행해야 합니다.

무엇을

간단합니다. 의사소통을 하세요. 우리는 직접 대화할 준비가 되어 있습니다. 제 이름은 SIBUR의 IoT 제품 소유자인 Vasily Ezhov입니다. 여기 개인 메시지나 이메일로 저에게 편지를 보내실 수 있습니다. [이메일 보호]. 우리는 기성 기술 사양을 갖추고 있으며 모든 것을 설명하고 어떤 장비가 필요한지, 왜, 무엇을 고려해야 하는지 보여줄 것입니다.

현재 우리는 이미 녹색 구역(방폭이 필수 매개변수가 아닌 곳)에서 LoRaWAN을 기반으로 여러 프로젝트를 구축하고 있으며, 일반적으로 상황이 어떠한지, LoRaWAN이 이러한 문제를 해결하는 데 적합한지 여부를 조사하고 있습니다. 규모. 우리는 소규모 테스트 네트워크에서 이것이 정말 마음에 들었고, 이제 우리는 한 번의 설치에 약 400개의 센서가 계획되어 있는 고밀도 센서로 네트워크를 구축하고 있습니다. LoRaWAN의 수량 측면에서는 많지 않지만 네트워크 밀도 측면에서는 이미 약간 많습니다. 그럼 확인해 보겠습니다.

여러 첨단 기술 전시회에서 하드웨어 제조업체들은 처음으로 방폭과 그 필요성에 대해 저로부터 들었습니다.

그래서 이것은 우선 우리가 해결하고 싶은 의사소통 문제입니다. 우리는 cusdev를 매우 선호하며 모든 당사자에게 유용하고 유익하며 고객은 자신의 필요에 맞는 하드웨어를 받으며 개발자는 불필요한 것을 만들거나 기존 하드웨어를 처음부터 완전히 다시 만드는 데 시간을 낭비하지 않습니다.

이미 비슷한 일을 하고 있고 석유, 가스, 석유화학 부문으로 사업을 확장할 준비가 되어 있다면 저희에게 연락해 주십시오.

출처 : habr.com