Кога станува збор за автоматизација на процесите во петрохемиската индустрија, често се појавува стереотипот дека производството е сложено, што значи дека таму се автоматизира се што може да се достигне, благодарение на автоматизираните системи за контрола на процесите. Всушност не баш така.
Петрохемиската индустрија е навистина доста добро автоматизирана, но ова се однесува на основниот технолошки процес, каде што автоматизацијата и минимизирањето на човечкиот фактор се критични. Сите поврзани процеси не се автоматизирани поради високата цена на решенијата за автоматска контрола на процесите и се изведуваат рачно. Затоа, ситуација кога еднаш на секои неколку часа вработениот рачно проверува дали оваа или онаа цевка е правилно загреана, дали потребниот прекинувач е вклучен и дали вентилот е повлечен, дали нивото на вибрации на лежиштето е нормално - ова е нормално. .
Повеќето некритични процеси не се автоматизирани, но тоа може да се направи со користење на технологии на Интернет на нештата, наместо со автоматизирани системи за контрола на процесите.
За жал, тука има проблем - јаз во комуникациите помеѓу клиентите од петрохемиската индустрија и самите развивачи на железо, кои немаат клиенти во нафтената и гасната индустрија и, соодветно, не добиваат информации за барањата за опрема за употреба. во агресивни, експлозивни области, во сурови климатски услови итн.
Во овој пост ќе зборуваме за овој проблем и како да го решиме.
IoT во петрохемикалиите
За да провериме некои параметри, користиме прошетки за визуелна и тактилна проверка на некритичните компоненти за инсталација. Еден од најчестите проблеми е поврзан со снабдувањето со пареа. Пареата е течноста за ладење за многу петрохемиски процеси и се снабдува од топланата до крајниот јазол преку долги цевки. Треба да се земе предвид дека нашите фабрики и инсталации се наоѓаат во прилично тешки климатски услови, зимите во Русија се сурови, а понекогаш и некои цевки почнуваат да замрзнуваат.
Затоа, според прописите, одреден персонал мора да прави кругови еднаш на час и да ја мери температурата на цевките. На скалата на цело растение, ова е голем број на луѓе кои речиси не прават ништо освен да шетаат и допираат цевки.
Прво, тоа е незгодно: температурите може да бидат ниски, а мора да одите далеку. Второ, на овој начин е невозможно да се соберат и особено да се користат податоци за процесот. Трето, тоа е скапо: сите овие луѓе треба да работат покорисна работа. Конечно, човечкиот фактор: колку точно се мери температурата, колку редовно се случува тоа?
И ова е само една од причините зошто менаџерите на постројките и инсталациите се доста сериозно загрижени за минимизирање на влијанието на човечкиот фактор врз техничките процеси.
Ова е прва корисна студија на случај за можната употреба на IoT во производството.
Втората е контрола на вибрациите. Опремата има електромотори и мора да се изврши контрола на вибрациите. Засега се изведува на ист начин, рачно - еднаш дневно луѓето шетаат и користат специјални инструменти за мерење на нивото на вибрации за да се уверат дека се е во ред. Ова е повторно губење време и човечки ресурси, повторно влијание на човечкиот фактор врз исправноста и зачестеноста на ваквите кругови, но најважниот недостаток е што не можете да работите со такви податоци, бидејќи практично нема податоци за обработка и невозможно е да се премине на сервисирање на динамичка опрема врз основа на состојбата.
И ова сега е еден од главните трендови во индустријата - премин од рутинско одржување кон одржување засновано на услови, со чијашто соодветна организација се одржува активна и детална евиденција за работните часови на опремата и целосна контрола на нејзината моментална состојба. На пример, кога ќе дојде време за проверка на пумпите, ги проверувате нивните параметри и гледате дека за тоа време пумпата А успеала да го акумулира потребниот број часови на моторот за сервисирање, но пумпата Б сè уште не, што значи дека може. Уште не се сервисира, рано е.
Во принцип, тоа е како менување на маслото во автомобил на секои 15 километри. Некој може да го исклучи ова за шест месеци, за други ќе потрае една година, а за други ќе потрае уште подолго, во зависност од тоа колку активно се користи одреден автомобил.
Исто е и со пумпите. Плус, постои втора променлива која влијае на потребата за одржување - историјата на индикаторите за вибрации. Да речеме дека историјата на вибрации била во ред, пумпата исто така сè уште не работела според часовникот, што значи дека сè уште не треба да ја сервисираме. И ако историјата на вибрации не е нормална, тогаш таквата пумпа мора да се сервисира дури и без работни часови. И обратно - со одлична историја на вибрации, го сервисираме доколку се одработени часовите.
Ако сето ова го земете предвид и го извршите одржувањето на овој начин, можете да ги намалите трошоците за сервисирање на динамичка опрема за 20 или дури 30 проценти. Со оглед на обемот на производството, ова се многу значајни бројки, без губење на квалитетот и без загрозување на нивото на безбедност. И ова е готов случај за користење IIoT во претпријатие.
Исто така, има многу бројачи од кои информациите сега се собираат рачно („Отидов, погледнав и запишав“). Исто така, поефикасно е да се служи сето ова онлајн, да се види во реално време што се користи и како. Овој пристап во голема мера ќе помогне во решавањето на проблемот со користењето на енергетските ресурси: знаејќи ги точните бројки за потрошувачката, можете да испорачате повеќе пареа на цевката А наутро, а повеќе пареа на цевката Б на пример, навечер. На крајот на краиштата, сега топлинските станици се изградени со голема маржа со цел точно да се обезбедат сите компоненти со топлина. Но, можете да градите не со резерви, туку мудро, оптимално распределувајќи ги ресурсите.
Ова е модерна одлука водена од податоци, кога одлуките се носат врз основа на целосна работа со собраните податоци. Облаците и аналитиката се особено популарни денес; на Open Innovations оваа година многу се зборуваше за големи податоци и облаци. Секој е подготвен да работи со големи податоци, да ги обработува, складира, но прво мора да се соберат податоците. За ова помалку се зборува. Деновиве има многу малку хардверски стартапи.
Третиот случај на IoT е следење на персоналот, периметарска навигација итн. Ние го користиме ова за да ги следиме движењата на вработените и да ги следиме ограничените области. На пример, во зоната се изведува некоја работа, при што во неа не треба да има странци - и можно е визуелно да се контролира ова во реално време. Или линискиот работник отишол да ја провери пумпата, и бил со неа долго време и не се движи - можеби на лицето му се слошило и му треба помош.
За стандардите
Друг проблем е што нема интегратори подготвени да направат решенија за индустриски IoT. Бидејќи сè уште нема воспоставени стандарди во оваа област.
На пример, како стојат работите дома: имаме Wi-Fi рутер, можете да купите нешто друго за паметен дом - котел, штекер, IP камера или сијалици - поврзете го сето тоа со постојниот Wi-Fi и сè ќе работи . Дефинитивно ќе функционира, бидејќи wifi е стандардот на кој е скроено сè.
Но, во областа на решенијата за претпријатијата, стандарди од ова ниво на распространетост не постојат. Факт е дека самата база на компоненти стана прифатлива релативно неодамна, што му овозможи на хардверот на таква база да се натпреварува со човечките ресурси.
Ако споредиме визуелно, бројките ќе бидат приближно иста скала.
Еден сензор за автоматизиран систем за контрола за индустриска употреба чини околу 2000 долари.
Еден LoRaWAN сензор чини 3-4 илјади рубли.
Пред 10 години имаше само автоматизирани системи за контрола на процесите, без алтернативи, LoRaWAN се појави пред 5 години.
Но, не можеме само да ги земеме и користиме LoRaWAN сензорите низ нашите претпријатија
Избор на технологија
Со домашно вифи се е јасно, со канцелариска опрема се е приближно исто.
Не постојат популарни и најчесто користени стандарди во однос на IoT во индустријата. Има, се разбира, еден куп различни индустриски стандарди кои компаниите ги развиваат за себе.
Земете го, на пример, безжичниот HART, кој го направија момците од Емерсон - исто така 2,4 GHz, скоро истото wifi. Областа на таква покриеност од точка до точка е 50-70 метри. Кога ќе се земе предвид дека површината на нашите инсталации ја надминува големината на неколку фудбалски игралишта, станува тажно. И една базна станица во овој случај може самоуверено да сервисира до 100 уреди. И сега поставуваме нова инсталација; во почетните фази веќе има повеќе од 400 сензори.
А потоа, тука е NB-IoT (тесен појас на Интернет на нештата), обезбеден од мобилните оператори. И повторно, не за употреба во производството - прво, едноставно е скапо (операторот наплаќа за сообраќај), и второ, формира пресилна зависност од телекомуникациските оператори. Доколку треба да инсталирате такви сензори во простории како што е бункер, каде што нема комуникација, а треба да инсталирате дополнителна опрема таму, ќе мора да контактирате со операторот, за плаќање и со непредвидливи рокови за извршување на наредба за покривање објектот со мрежа.
Невозможно е да се користи чист wifi на сајтовите. Дури и домашните канали се заглавени и на 2,4 GHz и на 5 GHz, а ние имаме производствена локација со огромен број сензори и опрема, а не само неколку компјутери и мобилни телефони по стан.
Се разбира, постојат сопствени стандарди за здрав квалитет. Но, ова не функционира кога градиме мрежа со многу различни уреди, потребен ни е единствен стандард, а не нешто затворено што повторно ќе не направи зависни од еден или друг добавувач.
Затоа, сојузот LoRaWAN се чини дека е многу добро решение; технологијата активно се развива и, според мое мислење, ги има сите шанси да порасне до полноправен стандард. По проширувањето на фреквентниот опсег RU868, имаме повеќе канали отколку во Европа, што значи дека воопшто не треба да се грижиме за капацитетот на мрежата, што го прави LoRaWAN одличен протокол за периодично собирање параметри, да речеме, еднаш на секои 10 минути. или еднаш на час.
Идеално, треба да примаме податоци од голем број сензори еднаш на секои 10 минути за да одржуваме нормална слика за надзор, собираме податоци и генерално ја следиме состојбата на опремата. И во случај на линиски работници, оваа фреквенција во најдобар случај е еднаква на еден час.
Што друго недостасува?
Недостаток на дијалог
Недостига дијалог меѓу развивачите на хардвер и клиентите на петрохемиски или нафта и гас. И излегува дека ИТ специјалистите прават одличен хардвер од ИТ гледна точка, кој не може да се користи масовно во петрохемиското производство.
На пример, парче хардвер на LoRaWAN за мерење на температурата на цевките: закачете го на цевката, закачете го со стегач, закачете го радио-модулот, затворете ја контролната точка - и тоа е тоа.
ИТ опремата е апсолутно соодветна, но има проблеми за индустријата.
Батерија 3400 mAh. Се разбира, тоа не е наједноставно, тука е тионил хлорид, кој му дава можност да работи на -50 и да не губи капацитет. Ако испратиме информации од таков сензор еднаш на секои 10 минути, тој ќе ја испразни батеријата за шест месеци. Нема ништо лошо во сопственото решение - одвртете го сензорот, вметнете нова батерија за 300 рубли на секои шест месеци.
Што ако ова се десетици илјади сензори на огромна локација? Ова ќе потрае огромно време. Со елиминирање на работните часови потрошени за прошетки, добиваме исто време за одржување на системот.
Прилично очигледно решение за проблемот е да инсталирате батерија не за 300 рубли, туку за 1000, но за 19 mAh, ќе треба да се менува еднаш на секои 000 години. Ова е во ред. Да, ова малку ќе ја зголеми цената на самиот сензор. Но, индустријата може да си го дозволи тоа и на индустријата навистина и е потребно.
Никој не е каздев, па никој не знае за потребите на индустријата.
И за главната работа
И што е најважно, на што се сопнуваат е токму поради баналниот недостаток на дијалог. Петрохемикалиите се производство, а производството е доста опасно, каде што е можно сценарио за локално истекување на гас и формирање на експлозивен облак. Затоа, целата опрема без исклучок мора да биде отпорна на експлозија. И да има соодветни сертификати за заштита од експлозија во согласност со рускиот стандард TR TS 012/2011.
Програмерите едноставно не знаат за ова. И заштитата од експлозија не е параметар што може едноставно да се додаде на речиси завршен уред, како неколку дополнителни LED диоди. Неопходно е да се повтори сè, од самата табла и колото до изолацијата на жиците.
Што да сторите
Едноставно е - комуницирајте. Подготвени сме за директен дијалог, јас се викам Василиј Ежов, сопственик на IoT производот во SIBUR, можете да ми пишете овде во лична порака или на е-пошта - [заштитена по е-пошта]. Имаме готови технички спецификации, ќе ви кажеме сè и ќе ви покажеме каква опрема ни е потребна и зошто и што треба да се земе предвид.
Во моментов веќе градиме голем број проекти на LoRaWAN во зелената зона (каде што заштитата од експлозија не ни е задолжителен параметар), гледаме како е воопшто и дали LoRaWAN е погоден за решавање проблеми на таков скала. Навистина ни се допадна на мали тест мрежи, сега градиме мрежа со голема густина на сензори, каде што се планирани околу 400 сензори за една инсталација. Во однос на количината за LoRaWAN ова не е многу, но во однос на густината на мрежата веќе е малку многу. Па ајде да го провериме.
На голем број изложби за висока технологија, производителите на хардвер за прв пат слушнаа од мене за заштита од експлозија и нејзината неопходност.
Значи, ова е, пред сè, комуникациски проблем што сакаме да го решиме. Ние сме многу за cusdev, тој е корисен и корисен за сите страни, клиентот го добива потребниот хардвер за неговите потреби, а развивачот не губи време создавајќи нешто непотребно или целосно преработувајќи го постоечкиот хардвер од нула.
Доколку веќе правите нешто слично и сте подготвени да се проширите во нафтениот, гасот и петрохемискиот сектор, само пишете ни.
Извор: www.habr.com