Apabila bercakap tentang automasi proses dalam industri petrokimia, stereotaip sering memainkan peranan bahawa pengeluaran adalah kompleks, yang bermaksud bahawa segala-galanya yang boleh dicapai adalah automatik di sana, terima kasih kepada sistem kawalan proses automatik. Sebenarnya tidak begitu.
Industri petrokimia sememangnya sangat automatik, tetapi ini melibatkan proses teknologi teras, di mana automasi dan meminimumkan faktor manusia adalah kritikal. Semua proses berkaitan tidak diautomasikan kerana kos penyelesaian kawalan proses automatik yang tinggi dan dijalankan secara manual. Oleh itu, keadaan di mana sekali setiap beberapa jam seorang pekerja memeriksa secara manual sama ada paip ini atau paip itu dipanaskan dengan betul, sama ada suis yang diperlukan dihidupkan dan sama ada injap ditarik balik, sama ada tahap getaran galas adalah normal - ini adalah perkara biasa .
Kebanyakan proses bukan kritikal tidak automatik, tetapi ini boleh dilakukan menggunakan teknologi Internet Perkara dan bukannya sistem kawalan proses automatik.
Malangnya, terdapat masalah di sini - jurang dalam komunikasi antara pelanggan dari industri petrokimia dan pemaju besi sendiri, yang tidak mempunyai pelanggan dalam industri minyak dan gas dan, dengan itu, tidak menerima maklumat tentang keperluan peralatan untuk digunakan di kawasan yang agresif, letupan, dalam keadaan iklim yang keras, dsb.
Dalam siaran ini kita akan bercakap tentang masalah ini dan bagaimana untuk menyelesaikannya.
IoT dalam petrokimia
Untuk menyemak beberapa parameter, kami menggunakan walk-through untuk tujuan pemeriksaan visual dan sentuhan komponen pemasangan bukan kritikal. Salah satu masalah biasa adalah berkaitan dengan bekalan wap. Stim adalah penyejuk untuk banyak proses petrokimia, dan ia dibekalkan dari loji pemanasan ke nod akhir melalui paip panjang. Perlu diambil kira bahawa kilang dan pemasangan kami terletak dalam keadaan iklim yang agak sukar, musim sejuk di Rusia adalah keras, dan kadang-kadang beberapa paip mula membeku.
Oleh itu, mengikut peraturan, kakitangan tertentu mesti membuat pusingan sekali sejam dan mengukur suhu paip. Pada skala keseluruhan loji, ini adalah sebilangan besar orang yang hampir tidak melakukan apa-apa selain berjalan-jalan dan menyentuh paip.
Pertama, ia menyusahkan: suhu boleh menjadi rendah, dan anda perlu berjalan jauh. Kedua, dengan cara ini adalah mustahil untuk mengumpul dan, terutamanya, menggunakan data pada proses tersebut. Ketiga, ia mahal: semua orang ini perlu melakukan kerja yang lebih berguna. Akhir sekali, faktor manusia: seberapa tepat suhu diukur, berapa kerap ini berlaku?
Dan ini hanyalah salah satu sebab mengapa pengurus loji dan pemasangan agak serius mengambil berat tentang meminimumkan kesan faktor manusia terhadap proses teknikal.
Ini adalah kajian kes berguna pertama tentang kemungkinan penggunaan IoT dalam pengeluaran.
Yang kedua ialah kawalan getaran. Peralatan mempunyai motor elektrik, dan kawalan getaran mesti dilakukan. Buat masa ini, ia dijalankan dengan cara yang sama, secara manual - sekali sehari, orang ramai berjalan-jalan dan menggunakan instrumen khas untuk mengukur tahap getaran untuk memastikan semuanya teratur. Ini sekali lagi membuang masa dan sumber manusia, sekali lagi pengaruh faktor manusia terhadap ketepatan dan kekerapan pusingan sedemikian, tetapi kelemahan yang paling penting ialah anda tidak boleh bekerja dengan data sedemikian, kerana hampir tiada data untuk pemprosesan dan adalah mustahil untuk beralih kepada menservis peralatan dinamik berdasarkan keadaan.
Dan ini kini merupakan salah satu trend utama dalam industri - peralihan daripada penyelenggaraan rutin kepada penyelenggaraan berasaskan keadaan, dengan organisasi yang betul di mana rekod aktif dan terperinci mengenai waktu operasi peralatan dan kawalan penuh terhadap keadaan semasanya dikekalkan. Sebagai contoh, apabila tiba masanya untuk memeriksa pam, anda menyemak parameternya dan melihat bahawa pada masa ini pam A telah berjaya mengumpul bilangan jam enjin yang diperlukan untuk diservis, tetapi pam B belum lagi, bermakna ia boleh' belum diservis, masih terlalu awal.
Secara umum, ia seperti menukar minyak dalam kereta setiap 15 kilometer. Seseorang boleh menyelesaikannya dalam masa enam bulan, bagi orang lain ia akan mengambil masa setahun, dan bagi orang lain ia akan mengambil masa yang lebih lama, bergantung pada seberapa aktif kereta tertentu digunakan.
Begitu juga dengan pam. Selain itu, terdapat pembolehubah kedua yang mempengaruhi keperluan penyelenggaraan - sejarah penunjuk getaran. Katakan sejarah getaran adalah teratur, pam juga masih belum berfungsi mengikut jam, yang bermaksud kita tidak perlu menyelenggaranya lagi. Dan jika sejarah getaran tidak normal, maka pam sedemikian mesti diservis walaupun tanpa waktu operasi. Dan sebaliknya - dengan sejarah getaran yang sangat baik, kami menyediakannya jika waktu telah digunakan.
Jika anda mengambil kira semua ini dan menjalankan penyelenggaraan dengan cara ini, anda boleh mengurangkan kos servis peralatan dinamik sebanyak 20 atau 30 peratus. Memandangkan skala pengeluaran, ini adalah angka yang sangat ketara, tanpa kehilangan kualiti dan tanpa menjejaskan tahap keselamatan. Dan ini adalah kes sedia untuk menggunakan IIoT dalam perusahaan.
Terdapat juga banyak kaunter yang kini maklumat dikumpulkan secara manual ("Saya pergi, melihat, dan menulis"). Ia juga lebih cekap untuk menyampaikan semua ini dalam talian, untuk melihat dalam masa nyata apa yang sedang digunakan dan bagaimana. Pendekatan ini akan sangat membantu dalam menyelesaikan isu penggunaan sumber tenaga: mengetahui angka penggunaan yang tepat, anda boleh membekalkan lebih banyak wap ke paip A pada waktu pagi, dan lebih banyak wap ke paip B pada waktu petang, sebagai contoh. Lagipun, kini stesen pemanasan dibina dengan margin yang besar untuk memberikan haba dengan tepat kepada semua komponen. Tetapi anda boleh membina bukan dengan rizab, tetapi dengan bijak, mengagihkan sumber secara optimum.
Ini adalah keputusan dipacu data yang bergaya, apabila keputusan dibuat berdasarkan kerja sepenuhnya dengan data yang telah dikumpul. Awan dan analitik amat popular hari ini; di Open Innovations tahun ini terdapat banyak perbincangan tentang data besar dan awan. Semua orang bersedia untuk bekerja dengan data besar, memprosesnya, menyimpannya, tetapi data mesti dikumpul terlebih dahulu. Kurang bercakap tentang ini. Terdapat sangat sedikit permulaan perkakasan hari ini.
Kes IoT ketiga ialah penjejakan kakitangan, navigasi perimeter, dsb. Kami menggunakan ini untuk menjejaki pergerakan pekerja dan memantau kawasan larangan. Sebagai contoh, beberapa kerja sedang dijalankan di zon, di mana orang asing tidak sepatutnya berada di dalamnya - dan adalah mungkin untuk mengawalnya secara visual dalam masa nyata. Atau penjaga garis pergi untuk memeriksa pam, dan telah bersamanya untuk masa yang lama dan tidak bergerak - mungkin orang itu menjadi tidak sihat dan memerlukan bantuan.
Mengenai piawaian
Masalah lain ialah tiada penyepadu yang bersedia untuk membuat penyelesaian untuk IoT perindustrian. Kerana masih belum ada piawaian yang ditetapkan dalam bidang ini.
Sebagai contoh, keadaan di rumah: kami mempunyai penghala wifi, anda boleh membeli sesuatu yang lain untuk rumah pintar - cerek, soket, kamera IP atau mentol lampu - sambungkan semuanya ke wifi sedia ada, dan semuanya akan berfungsi . Ia pasti akan berfungsi, kerana wifi adalah standard yang semuanya disesuaikan.
Tetapi dalam bidang penyelesaian untuk perusahaan, piawaian tahap kelaziman ini tidak wujud. Hakikatnya ialah pangkalan komponen itu sendiri menjadi berpatutan baru-baru ini, yang membolehkan perkakasan pada pangkalan sedemikian bersaing dengan sumber manusia.
Jika kita membandingkan secara visual, nombornya akan menjadi lebih kurang skala yang sama.
Satu penderia sistem kawalan automatik untuk kegunaan industri berharga kira-kira $2000.
Satu sensor LoRaWAN berharga 3-4 ribu rubel.
10 tahun dahulu hanya ada sistem kawalan proses automatik, tanpa alternatif, LoRaWAN muncul 5 tahun lalu.
Tetapi kami tidak boleh mengambil dan menggunakan penderia LoRaWAN di seluruh perusahaan kami
Pemilihan Teknologi
Dengan wifi rumah semuanya jelas, dengan peralatan pejabat semuanya hampir sama.
Tiada piawaian yang popular dan biasa digunakan dari segi IoT dalam industri. Sudah tentu, terdapat sekumpulan piawaian industri yang berbeza yang dibangunkan oleh syarikat sendiri.
Ambil, sebagai contoh, HART tanpa wayar, yang dibuat oleh lelaki dari Emerson - juga 2,4 GHz, wifi yang hampir sama. Kawasan liputan sedemikian dari satu titik ke titik adalah 50-70 meter. Apabila anda menganggap bahawa kawasan pemasangan kami melebihi saiz beberapa padang bola sepak, ia menjadi menyedihkan. Dan satu stesen pangkalan dalam kes ini boleh memberikan perkhidmatan sehingga 100 peranti dengan yakin. Dan kami kini menyediakan pemasangan baharu; pada peringkat awal sudah ada lebih daripada 400 sensor.
Dan kemudian terdapat NB-IoT (NarrowBand Internet of Things), yang disediakan oleh pengendali selular. Dan sekali lagi, bukan untuk digunakan dalam pengeluaran - pertama, ia hanya mahal (pengendali mengenakan bayaran untuk trafik), dan kedua, ia membentuk pergantungan yang terlalu kuat kepada pengendali telekomunikasi. Jika anda perlu memasang penderia sedemikian di premis seperti bunker, di mana tiada komunikasi, dan anda perlu memasang peralatan tambahan di sana, anda perlu menghubungi operator, dengan bayaran dan dengan tarikh akhir yang tidak dapat diramalkan untuk melaksanakan perintah untuk melindungi objek dengan rangkaian.
Tidak mustahil untuk menggunakan wifi tulen di tapak. Malah saluran rumah tersekat pada 2,4 GHz dan 5 GHz, dan kami mempunyai tapak pengeluaran dengan sejumlah besar penderia dan peralatan, dan bukan hanya beberapa komputer dan telefon mudah alih bagi setiap apartmen.
Sudah tentu, terdapat standard proprietari kualiti waras. Tetapi ini tidak berfungsi apabila kami membina rangkaian dengan banyak peranti yang berbeza, kami memerlukan satu standard, dan bukan sesuatu yang tertutup yang sekali lagi akan menjadikan kami bergantung kepada satu pembekal atau yang lain.
Oleh itu, pakatan LoRaWAN nampaknya merupakan penyelesaian yang sangat baik; teknologi sedang berkembang secara aktif dan, pada pendapat saya, mempunyai setiap peluang untuk berkembang ke tahap yang sepenuhnya. Selepas pengembangan julat frekuensi RU868, kami mempunyai lebih banyak saluran berbanding di Eropah, yang bermakna kami tidak perlu risau sama sekali tentang kapasiti rangkaian, yang menjadikan LoRaWAN protokol yang sangat baik untuk mengumpul parameter secara berkala, katakan, sekali setiap 10 minit atau sekali sejam.
Sebaik-baiknya, kami perlu menerima data daripada beberapa penderia sekali setiap 10 minit untuk mengekalkan gambar pengawasan biasa, mengumpul data dan secara amnya memantau keadaan peralatan. Dan dalam kes penjaga garisan, kekerapan ini adalah sama dengan sejam paling baik.
Apa lagi yang kurang?
Kurang dialog
Terdapat kekurangan dialog antara pemaju perkakasan dan pelanggan petrokimia atau minyak dan gas. Dan ternyata pakar IT membuat perkakasan yang sangat baik dari sudut pandangan IT, yang tidak boleh digunakan secara besar-besaran dalam pengeluaran petrokimia.
Sebagai contoh, sekeping perkakasan pada LoRaWAN untuk mengukur suhu paip: gantungkannya pada paip, pasangkannya dengan pengapit, gantung modul radio, tutup titik kawalan - dan itu sahaja.
Peralatan IT sangat sesuai, tetapi terdapat masalah untuk industri.
Bateri 3400 mAh. Sudah tentu, ia bukan yang paling mudah, di sini ia adalah thionyl klorida, yang memberikannya keupayaan untuk bekerja pada -50 dan tidak kehilangan kapasiti. Jika kami menghantar maklumat daripada penderia sedemikian sekali setiap 10 minit, ia akan menghabiskan bateri dalam masa enam bulan. Tidak ada yang salah dengan penyelesaian tersuaiβbuka skru sensor, masukkan bateri baharu untuk 300 rubel setiap enam bulan.
Bagaimana jika ini adalah puluhan ribu penderia di tapak yang besar? Ini akan mengambil masa yang besar. Dengan menghapuskan masa kerja yang dibelanjakan untuk berjalan-jalan, kami mendapat jumlah masa yang sama untuk menyelenggara sistem.
Penyelesaian yang agak jelas untuk masalah ini ialah memasang bateri bukan untuk 300 rubel, tetapi untuk 1000, tetapi untuk 19 mAh, ia perlu ditukar sekali setiap 000 tahun. Ini baik. Ya, ini akan meningkatkan sedikit kos sensor itu sendiri. Tetapi industri mampu membelinya dan industri sangat memerlukannya.
Tiada siapa yang casdev, jadi tiada siapa yang tahu tentang keperluan industri.
Dan mengenai perkara utama
Dan yang paling penting, apa yang mereka tersandung adalah kerana kurangnya dialog. Petrokimia adalah pengeluaran, dan pengeluaran agak berbahaya, di mana senario kebocoran gas tempatan dan pembentukan awan letupan adalah mungkin. Oleh itu, semua peralatan tanpa pengecualian mestilah kalis letupan. Dan mempunyai sijil perlindungan letupan yang sesuai mengikut piawaian Rusia TR TS 012/2011.
Pembangun hanya tidak tahu tentang perkara ini. Dan perlindungan letupan bukanlah parameter yang hanya boleh ditambah pada peranti yang hampir siap, seperti beberapa LED tambahan. Ia adalah perlu untuk membuat semula segala-galanya dari papan itu sendiri dan litar ke penebat wayar.
Apa yang perlu dilakukan
Ia mudah - berkomunikasi. Kami bersedia untuk dialog langsung, nama saya Vasily Ezhov, pemilik produk IoT di SIBUR, anda boleh menulis kepada saya di sini dalam mesej peribadi atau melalui e-mel - [e-mel dilindungi]. Kami mempunyai spesifikasi teknikal yang sudah siap, kami akan memberitahu anda segala-galanya dan menunjukkan kepada anda peralatan yang kami perlukan dan mengapa dan apa yang perlu diambil kira.
Pada masa ini kami sudah membina beberapa projek di LoRaWAN di zon hijau (di mana perlindungan letupan bukan parameter wajib untuk kami), kami sedang melihat bagaimana ia secara umum, dan sama ada LoRaWAN sesuai untuk menyelesaikan masalah seperti itu. skala. Kami sangat menyukainya pada rangkaian ujian kecil; kini kami sedang membina rangkaian dengan ketumpatan tinggi penderia, di mana kira-kira 400 penderia dirancang untuk satu pemasangan. Dari segi kuantiti untuk LoRaWAN ini tidaklah banyak, tetapi dari segi ketumpatan rangkaian sudah agak banyak. Jadi mari kita semaknya.
Di beberapa pameran berteknologi tinggi, pengeluar perkakasan mendengar daripada saya buat kali pertama tentang perlindungan letupan dan keperluannya.
Jadi ini, pertama sekali, masalah komunikasi yang ingin kami selesaikan. Kami sangat memihak kepada cusdev, ia berguna dan bermanfaat kepada semua pihak, pelanggan menerima perkakasan yang diperlukan untuk keperluannya, dan pembangun tidak membuang masa mencipta sesuatu yang tidak perlu atau membuat semula perkakasan sedia ada sepenuhnya dari awal.
Jika anda sudah melakukan sesuatu yang serupa dan bersedia untuk berkembang ke sektor minyak, gas dan petrokimia, tulis sahaja kepada kami.
Sumber: www.habr.com