Petrokimya endüstrisinde süreçlerin otomasyonu söz konusu olduğunda, üretimin karmaşık olduğu stereotipi sıklıkla devreye giriyor; bu, otomatikleştirilmiş süreç kontrol sistemleri sayesinde orada ulaşılabilecek her şeyin otomatikleştirilmesi anlamına geliyor. Aslında pek de öyle değil.
Petrokimya endüstrisi gerçekten de oldukça iyi bir şekilde otomasyona tabi tutulmuştur, ancak bu, otomasyonun ve insan faktörünün en aza indirilmesinin kritik olduğu temel teknolojik süreçle ilgilidir. Otomatik süreç kontrol çözümlerinin maliyetinin yüksek olması nedeniyle ilgili tüm süreçler otomatikleştirilmemekte ve manuel olarak yürütülmektedir. Bu nedenle, her birkaç saatte bir çalışanın şu veya bu borunun uygun şekilde ısıtılıp ısıtılmadığını, gerekli anahtarın açık olup olmadığını ve vananın geri çekilip çekilmediğini, yatağın titreşim seviyesinin normal olup olmadığını manuel olarak kontrol ettiği bir durum - bu normaldir .
Kritik olmayan süreçlerin çoğu otomatik değildir ancak bu, otomatik süreç kontrol sistemleri yerine Nesnelerin İnterneti teknolojileri kullanılarak yapılabilir.
Ne yazık ki burada bir sorun var - petrokimya endüstrisindeki müşteriler ile petrol ve gaz endüstrisinde müşterileri olmayan ve dolayısıyla kullanım ekipmanı gereksinimleri hakkında bilgi almayan demir geliştiricilerinin kendileri arasındaki iletişimde bir boşluk var Agresif, patlayıcı alanlarda, sert iklim koşullarında vb.
Bu yazımızda bu sorundan ve nasıl çözüleceğinden bahsedeceğiz.
Petrokimyada IoT
Bazı parametreleri kontrol etmek için, kritik olmayan kurulum bileşenlerinin görsel ve dokunsal denetimi amacıyla geçişler kullanıyoruz. Yaygın sorunlardan biri buhar beslemesiyle ilgilidir. Buhar, birçok petrokimyasal prosesin soğutucu maddesidir ve ısıtma tesisinden son düğüme kadar uzun borular aracılığıyla sağlanır. Fabrikalarımızın ve tesislerimizin oldukça zorlu iklim koşullarında bulunduğunu, Rusya'da kışların sert geçtiğini ve bazen bazı boruların donmaya başladığını dikkate almak gerekir.
Bu nedenle yönetmelik gereği belirli personelin saatte bir kez tur yapması ve boruların sıcaklığını ölçmesi gerekiyor. Bütün bir tesis ölçeğinde bu, etrafta dolaşmaktan ve borulara dokunmaktan başka neredeyse hiçbir şey yapmayan çok sayıda insan anlamına gelir.
Birincisi, sakıncalıdır: sıcaklıklar düşük olabilir ve uzun bir yürüyüş yapmanız gerekir. İkincisi, bu şekilde süreçle ilgili verilerin toplanması ve özellikle kullanılması imkansızdır. Üçüncüsü, maliyetlidir: Bütün bu insanların daha faydalı işler yapması gerekiyor. Son olarak insan faktörü: Sıcaklık ne kadar doğru ölçülüyor, bu ne kadar düzenli oluyor?
Ve bu, tesis ve kurulum yöneticilerinin, insan faktörünün teknik süreçler üzerindeki etkisini en aza indirme konusunda oldukça ciddi endişe duymalarının nedenlerinden sadece bir tanesidir.
Bu, IoT'nin üretimde olası kullanımına ilişkin ilk faydalı vaka çalışmasıdır.
İkincisi titreşim kontrolüdür. Ekipman elektrik motorlarına sahiptir ve titreşim kontrolü yapılmalıdır. Şimdilik aynı şekilde manuel olarak yapılıyor; günde bir kez insanlar etrafta dolaşıyor ve her şeyin yolunda olduğundan emin olmak için titreşim seviyesini ölçmek için özel aletler kullanıyorlar. Bu yine zaman ve insan kaynağı kaybıdır, yine insan faktörünün bu tür turların doğruluğu ve sıklığı üzerindeki etkisidir, ancak en önemli dezavantajı bu tür verilerle çalışamamanızdır çünkü işlenecek neredeyse hiç veri yoktur ve duruma göre dinamik ekipman bakımına geçmek imkansızdır.
Ve bu artık sektördeki ana trendlerden biri; ekipmanın çalışma saatlerinin aktif ve ayrıntılı kayıtlarının tutulduğu ve mevcut durumunun tam kontrolünün sağlandığı uygun organizasyonla rutin bakımdan duruma dayalı bakıma geçiş. Örneğin, pompaları kontrol etme zamanı geldiğinde, parametrelerini kontrol edersiniz ve bu süre zarfında A pompasının bakım için gerekli motor saatini toplamayı başardığını, ancak B pompasının henüz bunu yapmadığını görürsünüz; bu, bunu yapabileceği anlamına gelir' Henüz servis yapılmadı, henüz çok erken.
Genel olarak bu, bir arabanın yağını her 15 kilometrede bir değiştirmeye benzer. Belirli bir arabanın ne kadar aktif kullanıldığına bağlı olarak birisi bunu altı ayda başarabilir, diğerleri için bu bir yıl sürecek ve diğerleri için daha da uzun sürecek.
Pompalarda da durum aynı. Ayrıca bakım ihtiyacını etkileyen ikinci bir değişken daha vardır: titreşim göstergelerinin geçmişi. Diyelim ki titreşim geçmişi düzgündü, pompa da henüz saate göre çalışmadı, bu da henüz servis yapmamıza gerek olmadığı anlamına geliyor. Ve eğer titreşim geçmişi normal değilse, o zaman böyle bir pompanın çalışma saatleri olmasa bile servise verilmesi gerekir. Ve tam tersi - mükemmel bir titreşim geçmişiyle, eğer saatler çalışılmışsa servis veriyoruz.
Tüm bunları dikkate alıp bakımı bu şekilde yaparsanız dinamik ekipmanlara bakım maliyetini yüzde 20, hatta yüzde 30 oranında azaltabilirsiniz. Üretim ölçeği göz önüne alındığında kaliteden ödün vermeden, güvenlikten taviz vermeden çok ciddi rakamlar bunlar. Ve bu, IIoT'nin bir kuruluşta kullanılması için hazır bir durumdur.
Artık bilgilerin manuel olarak toplandığı birçok sayaç da var (“Gittim, baktım ve yazdım”). Ayrıca tüm bunları çevrimiçi olarak sunmak, neyin nasıl kullanıldığını gerçek zamanlı olarak görmek daha verimlidir. Bu yaklaşım, enerji kaynaklarının kullanımı sorununu çözmede büyük ölçüde yardımcı olacaktır: tam tüketim rakamlarını bilerek, örneğin sabahları A borusuna daha fazla buhar ve akşamları B borusuna daha fazla buhar sağlayabilirsiniz. Sonuçta, artık tüm bileşenlere doğru bir şekilde ısı sağlamak için ısıtma istasyonları büyük bir marjla inşa ediliyor. Ancak rezervlerle değil, kaynakları en iyi şekilde dağıtarak akıllıca inşa edebilirsiniz.
Bu, kararların toplanan verilerle tam teşekküllü çalışmaya dayalı olarak verildiği moda veriye dayalı karardır. Bulut ve analitik günümüzde özellikle popüler; bu yılki Open Innovations'da büyük veri ve bulutlar hakkında çok fazla konuşma yapıldı. Herkes büyük veriyle çalışmaya, onu işlemeye, depolamaya hazır ama önce verilerin toplanması gerekiyor. Bu konuda daha az konuşuluyor. Bugünlerde çok az sayıda donanım girişimi var.
Üçüncü IoT durumu ise personel takibi, çevre navigasyonu vb.dir. Bunu çalışan hareketlerini takip etmek ve kısıtlı alanları izlemek için kullanıyoruz. Örneğin, yabancıların bulunmaması gereken bölgede bazı çalışmalar yapılıyor ve bunu gerçek zamanlı olarak görsel olarak kontrol etmek mümkün. Veya yan hakem pompayı kontrol etmeye gitti ve uzun süredir onunla birlikteydi ve hareket etmiyor - belki de kişi rahatsızlanmıştır ve yardıma ihtiyacı vardır.
Standartlar hakkında
Bir diğer sorun ise endüstriyel IoT konusunda çözüm üretmeye hazır entegratörlerin bulunmaması. Çünkü bu alanda henüz belirlenmiş standartlar yok.
Örneğin, evde işler nasıl: bir wifi yönlendiricimiz var, akıllı ev için başka bir şey satın alabilirsiniz - bir su ısıtıcısı, bir priz, bir IP kamera veya ampuller - hepsini mevcut wifi'ye bağlayın ve her şey işe yarayacak . Kesinlikle işe yarayacaktır, çünkü Wi-Fi her şeyin uyarlandığı standarttır.
Ancak işletmelere yönelik çözümler alanında bu düzeyde yaygınlığa sahip standartlar mevcut değildir. Gerçek şu ki, bileşen tabanının kendisi nispeten yakın zamanda uygun fiyatlı hale geldi ve bu, böyle bir temeldeki donanımın insan kaynakları ile rekabet etmesine izin verdi.
Görsel olarak karşılaştırırsak rakamlar yaklaşık olarak aynı ölçekte olacaktır.
Endüstriyel kullanıma yönelik bir otomatik kontrol sistemi sensörünün maliyeti yaklaşık 2000 $'dır.
Bir LoRaWAN sensörünün maliyeti 3-4 bin ruble.
10 yıl önce yalnızca otomatik proses kontrol sistemleri vardı, alternatifi yoktu, LoRaWAN 5 yıl önce ortaya çıktı.
Ancak LoRaWAN sensörlerini öylece alıp işletmelerimizde kullanamayız
Teknoloji Seçimi
Ev wifi ile her şey net, ofis ekipmanlarıyla her şey hemen hemen aynı.
Endüstride IoT açısından popüler ve yaygın olarak kullanılan standartlar bulunmamaktadır. Elbette şirketlerin kendileri için geliştirdikleri bir dizi farklı endüstriyel standart var.
Örneğin, Emerson'dan adamlar tarafından yapılan kablosuz HART'ı ele alalım - yine 2,4 GHz, neredeyse aynı wifi. Bu tür kapsama alanı noktadan noktaya 50-70 metredir. Tesislerimizin alanının birkaç futbol sahası büyüklüğünü aştığını düşündüğünüzde üzücü oluyor. Ve bu durumda bir baz istasyonu 100'e kadar cihaza güvenle hizmet verebilir. Ve şimdi yeni bir kurulum kuruyoruz; ilk aşamalarda halihazırda 400'den fazla sensör var.
Ve ayrıca hücresel operatörler tarafından sağlanan NB-IoT (Dar Bant Nesnelerin İnterneti) var. Ve yine, üretimde kullanım için değil - birincisi, sadece pahalıdır (operatör trafik için ücret alır) ve ikincisi, telekom operatörlerine çok güçlü bir bağımlılık oluşturur. Bu tür sensörleri, iletişimin olmadığı bir sığınak gibi tesislere kurmanız gerekiyorsa ve oraya ek ekipman kurmanız gerekiyorsa, bir ücret karşılığında ve öngörülemeyen son tarihler karşılığında bir siparişin yerine getirilmesi için operatörle iletişime geçmeniz gerekecektir. bir ağ ile nesne.
Sitelerde saf wifi kullanmak imkansızdır. Ev kanalları bile hem 2,4 GHz hem de 5 GHz'de sıkışmış durumda ve daire başına yalnızca birkaç bilgisayar ve cep telefonunun yanı sıra çok sayıda sensör ve ekipmanın bulunduğu bir üretim tesisimiz var.
Elbette makul kalitenin tescilli standartları vardır. Ancak birçok farklı cihazdan oluşan bir ağ oluşturduğumuzda bu işe yaramıyor; tek bir standarda ihtiyacımız var ve bizi tekrar bir tedarikçiye bağımlı kılacak kapalı bir şeye değil.
Bu nedenle LoRaWAN ittifakı çok iyi bir çözüm gibi görünüyor, teknoloji aktif olarak gelişiyor ve bence tam teşekküllü bir standarda ulaşma şansı var. RU868 frekans aralığının genişletilmesinden sonra, Avrupa'dakinden daha fazla kanalımız var; bu, ağ kapasitesi konusunda hiçbir şekilde endişelenmemize gerek olmadığı anlamına geliyor; bu da LoRaWAN'ı, örneğin her 10 dakikada bir periyodik olarak parametreleri toplamak için mükemmel bir protokol haline getiriyor veya saatte bir kez.
İdeal olarak, normal bir gözetim görüntüsünü sürdürmek, veri toplamak ve genel olarak ekipmanın durumunu izlemek için her 10 dakikada bir bir dizi sensörden veri almamız gerekir. Ve astarcılar söz konusu olduğunda, bu sıklık en iyi ihtimalle bir saate eşittir.
Başka ne eksik?
Diyalog eksikliği
Donanım geliştiricileri ile petrokimya veya petrol ve gaz müşterileri arasında diyalog eksikliği var. Ve BT uzmanlarının, petrokimya üretiminde toplu olarak kullanılamayan BT açısından mükemmel donanımlar ürettiği ortaya çıktı.
Örneğin, boruların sıcaklığını ölçmek için LoRaWAN'da bir donanım parçası: boruya astım, bir kelepçeyle tutturdum, radyo modülünü astım, kontrol noktasını kapattım - hepsi bu.
BT ekipmanı kesinlikle uygundur ancak endüstri için sorunlar vardır.
Pil 3400 mAh. Elbette en basiti değil, burada -50'de çalışma ve kapasite kaybetmeme yeteneği veren tiyonil klorür var. Böyle bir sensörden her 10 dakikada bir bilgi gönderirsek altı ayda pili tüketecektir. Özel bir çözümde yanlış olan hiçbir şey yok; sensörü sökün, altı ayda bir 300 rubleye yeni bir pil takın.
Peki ya bunlar devasa bir sitedeki onbinlerce sensörse? Bu çok fazla zaman alacaktır. Gözden geçirmeler için harcanan adam-saatleri ortadan kaldırarak, sistemi korumak için aynı miktarda zaman elde ediyoruz.
Sorunun oldukça açık bir çözümü, 300 ruble için değil, 1000 için değil, 19 mAh için bir pil takmak, her 000 yılda bir değiştirilmesi gerekecek. Bu iyi. Evet, bu sensörün maliyetini biraz artıracaktır. Ancak endüstri bunu karşılayabilir ve endüstrinin buna gerçekten ihtiyacı var.
Kimse casdev değil, dolayısıyla kimse sektörün ihtiyaçlarını bilmiyor.
Ve asıl şey hakkında
Ve en önemlisi, karşılaştıkları şey tam da banal diyalog eksikliğinden kaynaklanıyor. Petrokimya bir üretimdir ve yerel bir gaz sızıntısı ve patlayıcı bulut oluşumu senaryosunun mümkün olduğu üretim oldukça tehlikelidir. Bu nedenle istisnasız tüm ekipmanların patlamaya dayanıklı olması gerekir. Ve Rus standardı TR TS 012/2011'e uygun patlamaya karşı koruma sertifikalarına sahiptir.
Geliştiriciler bunu bilmiyor. Ve patlamaya karşı koruma, birkaç ek LED gibi neredeyse bitmiş bir cihaza kolayca eklenebilecek bir parametre değildir. Kartın kendisinden ve devreden tellerin yalıtımına kadar her şeyi yeniden yapmak gerekir.
Ne yapmalı
Çok basit; iletişim kurun. Doğrudan diyaloğa hazırız, adım Vasily Ezhov, SIBUR'daki IoT ürününün sahibi, bana buradan kişisel mesajla veya e-postayla yazabilirsiniz - [e-posta korumalı]. Hazır teknik şartnamelerimiz var, size her şeyi anlatacağız ve hangi ekipmanlara ihtiyacımız olduğunu, neden ve nelere dikkat edilmesi gerektiğini göstereceğiz.
Şu anda zaten yeşil bölgede (patlamaya karşı korumanın bizim için zorunlu bir parametre olmadığı) LoRaWAN üzerine bir dizi proje inşa ediyoruz, genel olarak nasıl olduğuna ve LoRaWAN'ın böyle bir problemin çözümü için uygun olup olmadığına bakıyoruz. ölçek. Küçük test ağlarında bunu gerçekten beğendik, şimdi bir kurulum için yaklaşık 400 sensörün planlandığı, yüksek yoğunluklu sensörlere sahip bir ağ kuruyoruz. LoRaWAN için miktar açısından bu çok fazla değil, ancak ağ yoğunluğu açısından zaten biraz fazla. Öyleyse kontrol edelim.
Bir dizi yüksek teknoloji fuarında donanım üreticileri patlamaya karşı koruma ve bunun gerekliliği hakkında ilk kez benden bilgi aldı.
Yani bu her şeyden önce çözmek istediğimiz bir iletişim sorunu. Biz cusdev'den yanayız, tüm taraflar için yararlı ve faydalıdır, müşteri kendi ihtiyaçları için gerekli donanımı alır ve geliştirici gereksiz bir şey yaratarak veya mevcut donanımı sıfırdan tamamen yeniden yaparak zaman kaybetmez.
Zaten benzer bir şey yapıyorsanız ve petrol, gaz ve petrokimya sektörüne açılmaya hazırsanız bize yazmanız yeterli.
Kaynak: habr.com