Kalbant apie procesų automatizavimą naftos chemijos pramonėje, dažnai įsigali stereotipas, kad gamyba yra sudėtinga, o tai reiškia, kad automatizuotų procesų valdymo sistemų dėka ten viskas, ką galima pasiekti, yra automatizuota. Tiesą sakant, ne visai taip.
Naftos chemijos pramonė iš tiesų yra gana gerai automatizuota, tačiau tai susiję su pagrindiniu technologiniu procesu, kuriame automatizavimas ir žmogiškojo faktoriaus sumažinimas yra labai svarbūs. Visi susiję procesai nėra automatizuoti dėl brangių automatizuotų procesų valdymo sprendimų ir atliekami rankiniu būdu. Todėl situacija, kai kartą per porą valandų darbuotojas rankiniu būdu patikrina, ar tas ar kitas vamzdis tinkamai įšilęs, ar įjungtas reikiamas jungiklis ir ar vožtuvas įtrauktas, ar guolio vibracijos lygis normalus - tai normalu .
Dauguma nekritinių procesų nėra automatizuoti, tačiau tai galima padaryti naudojant daiktų interneto technologijas, o ne automatizuotas procesų valdymo sistemas.
Deja, čia yra problema - komunikacijos atotrūkis tarp klientų iš naftos chemijos pramonės ir pačių geležies kūrėjų, kurie neturi klientų naftos ir dujų pramonėje ir atitinkamai negauna informacijos apie reikalavimus naudoti įrangai. agresyviose, sprogiose vietose, atšiauraus klimato sąlygomis ir kt.
Šiame įraše kalbėsime apie šią problemą ir kaip ją išspręsti.
IoT naftos chemijos pramonėje
Tam, kad patikrintume kai kuriuos parametrus, naudojame vaizdinius ir apčiuopiamus nekritinių montavimo komponentų patikrinimus. Viena iš dažniausiai pasitaikančių problemų yra susijusi su garų tiekimu. Garas yra daugelio naftos chemijos procesų aušinimo skystis, jis tiekiamas iš šildymo įrenginio į galutinį mazgą ilgais vamzdžiais. Reikėtų atsižvelgti į tai, kad mūsų gamyklos ir įrenginiai yra gana sudėtingomis klimato sąlygomis, žiemos Rusijoje atšiaurios, kartais kai kurie vamzdžiai pradeda užšalti.
Todėl pagal taisykles tam tikri darbuotojai turi kartą per valandą apvažiuoti ratus ir matuoti vamzdžių temperatūrą. Viso augalo mastu tai yra daug žmonių, kurie beveik nieko nedaro, tik vaikšto ir liečia vamzdžius.
Pirma, tai nepatogu: temperatūra gali būti žema, ir jūs turite eiti toli. Antra, tokiu būdu neįmanoma rinkti ir ypač naudoti duomenų apie procesą. Trečia, tai brangu: visi šie žmonės turi dirbti naudingesnį darbą. Galiausiai žmogiškasis faktorius: kaip tiksliai matuojama temperatūra, kaip reguliariai tai vyksta?
Ir tai tik viena iš priežasčių, kodėl gamyklų ir įrengimų vadovai gana rimtai rūpinasi žmogiškojo faktoriaus įtakos techniniams procesams sumažinimu.
Tai pirmasis naudingas atvejo tyrimas apie galimą daiktų interneto naudojimą gamyboje.
Antrasis yra vibracijos valdymas. Įranga turi elektros variklius, turi būti atliekama vibracijos kontrolė. Kol kas tai atliekama taip pat, rankiniu būdu – kartą per dieną žmonės vaikšto ir specialiais instrumentais matuoja vibracijos lygį, kad įsitikintų, jog viskas tvarkoje. Tai vėlgi yra laiko ir žmogiškųjų resursų švaistymas, vėlgi žmogiškojo faktoriaus įtaka tokių raundų teisingumui ir dažnumui, tačiau svarbiausias trūkumas yra tai, kad su tokiais duomenimis dirbti negalima, nes duomenų apdorojimui praktiškai nėra ir neįmanoma pereiti prie dinamiškos įrangos aptarnavimo pagal būklę.
Ir tai dabar yra viena pagrindinių pramonės tendencijų – perėjimas nuo eilinės priežiūros prie techninės būklės pagrįstos priežiūros, kurią tinkamai organizuojant išlaikomas aktyvus ir detalus įrangos darbo valandų apskaita bei pilna esamos būklės kontrolė. Pavyzdžiui, kai ateina laikas tikrinti siurblius, tikrinate jų parametrus ir matote, kad per tiek laiko siurblys A spėjo sukaupti reikiamą variklio valandų skaičių aptarnavimui, o siurblys B dar nespėjo, vadinasi, gali dar neprižiūrima, dar per anksti.
Apskritai tai tarsi alyvos keitimas automobilyje kas 15 000 kilometrų. Kažkas gali tai atsikratyti per šešis mėnesius, kitiems tai užtruks metus, o kitiems dar ilgiau, priklausomai nuo to, kaip aktyviai naudojamas konkretus automobilis.
Tas pats ir su siurbliais. Be to, yra ir antras kintamasis, turintis įtakos priežiūros poreikiui – vibracijos indikatorių istorija. Tarkime, vibracijos istorija buvo tvarkinga, siurblys taip pat dar neveikė pagal laikrodį, vadinasi, jo aptarnauti dar nereikia. O jei vibracijos istorija nenormali, tai tokį siurblį prižiūrėti reikia ir be darbo valandų. Ir atvirkščiai – su puikia vibracijos istorija, aptarnaujame, jei buvo dirbtos valandos.
Jei į visa tai atsižvelgsite ir taip atliksite techninę priežiūrą, dinaminės įrangos aptarnavimo išlaidas galite sumažinti 20 ar net 30 procentų. Atsižvelgiant į gamybos mastą, tai labai reikšmingi skaičiai, neprarandant kokybės ir nepažeidžiant saugos lygio. Ir tai yra paruoštas atvejis, skirtas naudoti IIoT įmonėje.
Taip pat yra daug skaitiklių, iš kurių dabar informacija renkama rankiniu būdu („Nuėjau, pažiūrėjau ir užsirašiau“). Taip pat efektyviau visa tai aptarnauti internete, kad realiuoju laiku matytumėte, kas ir kaip naudojama. Toks požiūris labai padės išspręsti energijos išteklių naudojimo klausimą: žinodami tikslius suvartojimo skaičius, ryte galite tiekti daugiau garų į vamzdį A, o vakare – į vamzdį B. Juk dabar šilumos punktai statomi su didele marža, kad visi komponentai būtų tiksliai aprūpinti šiluma. Bet statyti galima ne su rezervais, o protingai, optimaliai paskirstant išteklius.
Tai madingas duomenimis pagrįstas sprendimas, kai sprendimai priimami remiantis visaverčiu darbu su surinktais duomenimis. Debesys ir analizė šiandien yra ypač populiarūs, šiemet „Open Innovations“ buvo daug kalbama apie didelius duomenis ir debesis. Kiekvienas yra pasirengęs dirbti su dideliais duomenimis, juos apdoroti, saugoti, tačiau pirmiausia reikia surinkti duomenis. Apie tai kalbama mažiau. Šiomis dienomis aparatinės įrangos paleidimų yra labai mažai.
Trečiasis daiktų interneto atvejis – personalo sekimas, perimetro navigacija ir kt. Tai naudojame darbuotojų judėjimui ir draudžiamoms zonoms stebėti. Pavyzdžiui, zonoje atliekami kai kurie darbai, kurių metu joje neturėtų būti pašalinių žmonių – ir tai galima vizualiai kontroliuoti realiu laiku. Arba linijininkas nuėjo tikrinti pompos, o jau seniai su juo ir nejuda - gal žmogui pasidarė nesveika ir reikia pagalbos.
Apie standartus
Kita problema yra ta, kad nėra integratorių, pasirengusių priimti sprendimus pramoniniam daiktų internetui. Kadangi šioje srityje vis dar nėra nustatytų standartų.
Pavyzdžiui, kaip viskas namuose: turime wifi maršrutizatorių, dar ką nors išmaniesiems namams galima nusipirkti - virdulį, rozetę, IP kamerą ar lemputes - visa tai prijungi prie esamo wifi, ir viskas veiks. . Tai tikrai veiks, nes wifi yra standartas, pagal kurį viskas pritaikyta.
Tačiau sprendimų įmonėms srityje tokio paplitimo lygio standartų nėra. Faktas yra tas, kad pati komponentų bazė palyginti neseniai tapo prieinama, o tai leido tokios bazės aparatūrai konkuruoti su žmogiškaisiais ištekliais.
Jei lyginsime vizualiai, skaičiai bus maždaug tokio paties masto.
Vienas automatizuotas valdymo sistemos jutiklis pramoniniam naudojimui kainuoja apie 2000 USD.
Vienas LoRaWAN jutiklis kainuoja 3-4 tūkstančius rublių.
Prieš 10 metų buvo tik automatizuotos procesų valdymo sistemos, be alternatyvų, LoRaWAN atsirado prieš 5 metus.
Tačiau mes negalime tiesiog imti ir naudoti LoRaWAN jutiklių visose savo įmonėse
Technologijos pasirinkimas
Su namų wifi viskas aišku, su biuro įranga viskas maždaug taip pat.
Pramonėje nėra populiarių ir dažniausiai naudojamų IoT standartų. Žinoma, yra daugybė skirtingų pramonės standartų, kuriuos įmonės kuria pačios.
Paimkime, pavyzdžiui, belaidį HART, kurį pagamino vaikinai iš Emersono – irgi 2,4 GHz, beveik tas pats wifi. Tokios aprėpties plotas nuo taško iki taško yra 50-70 metrų. Kai pagalvoji, kad mūsų instaliacijų plotas viršija kelių futbolo aikščių dydį, darosi liūdna. Ir viena bazinė stotis šiuo atveju gali užtikrintai aptarnauti iki 100 įrenginių. Dabar įrengiame naują instaliaciją; pradiniame etape jau yra daugiau nei 400 jutiklių.
Ir tada yra NB-IoT (siaurajuostis daiktų internetas), kurį teikia korinio ryšio operatoriai. Ir vėlgi ne gamyboje – pirma, tai tiesiog brangu (operatorius ima mokestį už srautą), antra, formuoja per stiprią priklausomybę nuo telekomunikacijų operatorių. Jei tokius jutiklius reikės įrengti tokiose patalpose kaip bunkeris, kur nėra ryšio, o ten reikia įrengti papildomą įrangą, už tam tikrą mokestį ir nenuspėjamiems užsakymo įvykdymo terminams teks kreiptis į operatorių. objektas su tinklu.
Svetainėse neįmanoma naudoti gryno „Wi-Fi“. Netgi namų kanalai stringa ir 2,4 GHz, ir 5 GHz, o mes turime gamybos aikštelę su daugybe jutiklių ir įrangos, o ne tik po porą kompiuterių ir mobiliųjų telefonų viename bute.
Žinoma, yra patentuoti sveikos kokybės standartai. Bet tai neveikia, kai kuriame tinklą su daugybe skirtingų įrenginių, mums reikia vieno standarto, o ne kažko uždaro, dėl kurio vėl tapsime priklausomi nuo vieno ar kito tiekėjo.
Todėl LoRaWAN aljansas atrodo labai geras sprendimas, technologija aktyviai vystosi ir, mano nuomone, turi visas galimybes išaugti iki visaverčio standarto. Išplėtus RU868 dažnių diapazoną, turime daugiau kanalų nei Europoje, o tai reiškia, kad mums visiškai nereikia rūpintis tinklo pajėgumu, todėl LoRaWAN yra puikus protokolas periodiniam parametrų rinkimui, tarkime, kartą per 10 minučių. arba kartą per valandą.
Idealiu atveju duomenis iš kelių jutiklių turime gauti kartą per 10 minučių, kad galėtume palaikyti normalų stebėjimo vaizdą, rinkti duomenis ir apskritai stebėti įrangos būklę. O linijininkų atveju šis dažnis geriausiu atveju yra lygus valandai.
Ko dar trūksta?
Dialogo trūkumas
Trūksta dialogo tarp techninės įrangos kūrėjų ir naftos chemijos ar naftos ir dujų klientų. Ir pasirodo, kad IT specialistai IT požiūriu padaro puikią techninę įrangą, kurios negalima masiškai naudoti naftos chemijos gamyboje.
Pavyzdžiui, LoRaWAN aparatūros dalis, skirta vamzdžių temperatūrai matuoti: pakabinti ant vamzdžio, pritvirtinti spaustuku, pakabinti radijo modulį, uždaryti valdymo tašką - ir viskas.
IT įranga visiškai tinkama, tačiau pramonei kyla problemų.
Baterija 3400 mAh. Žinoma, tai ne pats paprasčiausias, čia tionilchloridas, suteikiantis galimybę dirbti esant -50 ir neprarasti pajėgumų. Jei informaciją iš tokio jutiklio siųsime kartą per 10 minučių, jis iškraus bateriją per šešis mėnesius. Nėra nieko blogo, jei pasirinktas sprendimas - atsukite jutiklį, įdėkite naują bateriją už 300 rublių kas šešis mėnesius.
Ką daryti, jei tai yra dešimtys tūkstančių jutiklių didžiulėje svetainėje? Tai užtruks labai daug laiko. Pašalinus darbo valandas, sugaištas pasivaikščiojimams, gauname tiek pat laiko sistemos priežiūrai.
Gana akivaizdus problemos sprendimas yra įdiegti akumuliatorių ne už 300 rublių, o už 1000, o už 19 000 mAh, jį teks keisti kartą per 5 metus. Tai yra gerai. Taip, tai šiek tiek padidins paties jutiklio kainą. Tačiau pramonė gali sau tai leisti ir pramonei to tikrai reikia.
Niekas nėra „casdev“, todėl niekas nežino apie pramonės poreikius.
Ir apie pagrindinį dalyką
Ir svarbiausia, kad jie užkliūva būtent dėl banalaus dialogo trūkumo. Naftos chemikalai yra gamyba, o gamyba yra gana pavojinga, kai galimas vietinio dujų nuotėkio ir sprogstamojo debesies susidarymo scenarijus. Todėl visa įranga be išimties turi būti atspari sprogimui. Ir turėti atitinkamus apsaugos nuo sprogimo sertifikatus pagal Rusijos standartą TR TS 012/2011.
Kūrėjai apie tai tiesiog nežino. Ir apsauga nuo sprogimo nėra parametras, kurį galima tiesiog pridėti prie beveik baigto įrenginio, pavyzdžiui, poros papildomų šviesos diodų. Reikia perdaryti viską nuo pačios plokštės ir grandinės iki laidų izoliacijos.
Ką daryti
Tai paprasta – bendraukite. Esame pasirengę tiesioginiam dialogui, mano vardas Vasilijus Ezhovas, SIBUR daiktų interneto produkto savininkas, galite parašyti man čia asmenine žinute arba el. [apsaugotas el. paštu]. Turime paruoštas technines specifikacijas, viską papasakosime ir parodysime kokios įrangos mums reikia ir kodėl bei į ką reikia atsižvelgti.
Šiuo metu jau statome nemažai LoRaWAN projektų žaliojoje zonoje (kur apsauga nuo sprogimo mums nėra privalomas parametras), žiūrime, kaip yra apskritai ir ar LoRaWAN tinka tokio tipo problemoms spręsti. skalė. Labai patiko mažuose bandomuosiuose tinkluose, dabar kuriame tinklą su dideliu jutiklių tankiu, kuriame vienai instaliacijai numatoma apie 400 jutiklių. Kalbant apie LoRaWAN kiekį, tai nėra daug, bet pagal tinklo tankį tai jau yra šiek tiek daug. Taigi patikrinkime.
Daugelyje aukštųjų technologijų parodų aparatūros gamintojai pirmą kartą iš manęs išgirdo apie apsaugą nuo sprogimo ir jos būtinybę.
Taigi tai visų pirma yra komunikacijos problema, kurią norime išspręsti. Mes labai pasisakome už cusdev, jis naudingas ir naudingas visoms pusėms, klientas gauna reikiamą techninę įrangą savo poreikiams, o kūrėjas negaišta laiko kurdamas ką nors nereikalingo ar visiškai perdarydamas esamą aparatūrą nuo nulio.
Jei jau darote kažką panašaus ir esate pasirengę plėstis į naftos, dujų ir naftos chemijos sektorių, tiesiog parašykite mums.
Šaltinis: www.habr.com