当谈到石化行业的流程自动化时，人们通常认为生产是复杂的，这意味着由于自动化过程控制系统，可以实现的一切都是自动化的。 其实不完全是这样。
石化行业的自动化程度确实相当高，但这涉及到核心工艺流程，其中自动化和人为因素的最小化至关重要。 由于自动化过程控制解决方案的成本很高，所有相关过程都不是自动化的，而是手动执行的。 因此，员工每隔几个小时手动检查一次该管道是否适当加热、所需的开关是否打开、阀门是否缩回、轴承的振动水平是否正常 - 这是正常的。
大多数非关键流程不是自动化的，但这可以使用物联网技术而不是自动化流程控制系统来完成。
不幸的是，这里存在一个问题 - 石化行业的客户与钢铁开发商本身之间的沟通存在差距，铁开发商本身没有石油和天然气行业的客户，因此无法收到有关设备使用要求的信息在腐蚀性、爆炸性区域、恶劣的气候条件下等。
在这篇文章中，我们将讨论这个问题以及如何解决它。
石化行业的物联网
为了检查一些参数，我们使用走查方式对非关键安装组件进行目视和触觉检查。 常见问题之一与蒸汽供应有关。 蒸汽是许多石化过程的冷却剂，它通过长管道从加热装置供应到最终节点。 应该考虑到我们的工厂和设施位于相当恶劣的气候条件下，俄罗斯的冬天很严酷，有时一些管道开始结冰。
因此，按照规定，必须有专人每小时巡查一次，测量管道温度。 就整个工厂的规模而言，这是一大群人，他们几乎什么也不做，只是走来走去，触摸管道。
首先，不方便：气温较低，而且要走很远的路。 其次，以这种方式不可能收集、尤其是使用有关过程的数据。 第三，成本高昂：所有这些人都必须做更多有用的工作。 最后，人为因素：温度测量的准确度如何，这种情况发生的频率如何？
这只是工厂和安装经理非常关心尽量减少人为因素对技术流程的影响的原因之一。
这是第一个关于物联网在生产中可能使用的有用案例研究。
二是振动控制。 该设备有电动机，必须进行振动控制。 目前，它以相同的方式进行，手动 - 每天一次，人们四处走动并使用特殊仪器测量振动水平，以确保一切正常。 这又浪费时间和人力资源，又浪费人为因素对此类轮次的正确性和频率的影响，但最重要的缺点是您无法使用此类数据，因为实际上没有数据可供处理和处理。不可能根据状况继续维修动态设备。
现在这是该行业的主要趋势之一 - 从日常维护过渡到基于状态的维护，通过适当的组织，维护设备运行时间的主动和详细记录并对其当前状态进行全面控制。 例如，当需要检查泵时，您检查它们的参数，发现在此期间泵 A 已成功累积了维修所需的发动机小时数，但泵 B 尚未达到，这意味着它不能还没有维修，太早了。
一般来说，就像汽车每15公里更换一次机油一样。 有些人可以在六个月内完成此任务，有些人则需要一年，有些人则需要更长的时间，具体取决于特定汽车的使用活跃程度。
泵也是如此。 另外，还有第二个变量会影响维护需求 - 振动指示器的历史记录。 假设振动历史记录正常，泵也尚未工作，这意味着我们还不需要对其进行维修。 如果振动历史不正常，那么即使没有运行时间也必须对此类泵进行维修。 反之亦然 - 具有良好的振动历史，如果工作时间已完成，我们将对其进行维修。
如果您考虑到所有这些并以这种方式进行维护，您可以将动态设备的维修成本降低 20% 甚至 30%。 考虑到生产规模，这些数字非常重要，而且不会造成质量损失，也不会影响安全水平。 这是在企业中使用 IIoT 的现成案例。
现在还有许多柜台可以手动收集信息（“我去了，看了，然后写下来”）。 在线提供所有这些服务，实时查看正在使用什么以及如何使用，也更加高效。 这种方法将极大地帮助解决能源使用问题：例如，了解确切的消耗数据，您可以在早上向管道 A 供应更多蒸汽，在晚上向管道 B 供应更多蒸汽。 毕竟，现在加热站建设的余量很大，以便准确地为所有部件提供热量。 但你可以不使用储备来建设，而是明智地优化资源分配。
这是流行的数据驱动决策，决策是基于对已收集数据的全面研究而做出的。 云和分析如今特别受欢迎；在今年的开放创新大会上，有很多关于大数据和云的讨论。 每个人都准备好处理大数据、处理它、存储它，但首先必须收集数据。 这方面的讨论就比较少了。 如今，硬件初创公司很少。
第三个物联网案例是人员追踪、周界导航等。 我们用它来跟踪员工的行动并监控限制区域。 例如，某些工作正在该区域进行，在此期间不应有陌生人进入，并且可以实时进行视觉控制。 或者巡线员去检查泵，并且已经在泵旁边呆了很长时间并且不动 - 也许这个人已经身体不适并需要帮助。
关于标准
另一个问题是没有集成商准备好为工业物联网提供解决方案。 因为这方面目前还没有既定的标准。
例如，家里的情况：我们有一个 wifi 路由器，您可以为智能家居购买其他东西 - 水壶、插座、IP 摄像头或灯泡 - 将它们全部连接到现有的 wifi，一切都会正常工作。 它肯定会起作用，因为 wifi 是一切定制的标准。
但在企业解决方案领域，这种流行程度的标准并不存在。 事实上，组件基础本身最近才变得可以负担得起，这使得这种基础上的硬件能够与人力资源竞争。
如果我们目视比较，数字将大致相同。
一个工业用自动化控制系统传感器的成本约为 2000 美元。
一个LoRaWAN传感器的价格为3-4千卢布。
10 年前只有自动化过程控制系统，没有替代方案，LoRaWAN 于 5 年前出现。
但我们不能只在整个企业中采用和使用 LoRaWAN 传感器
技术选型
有了家庭无线网络，一切都清晰了，有了办公设备，一切都差不多。
业界在物联网方面尚无流行且常用的标准。 当然，公司自己制定了许多不同的行业标准。
以无线 HART 为例，它是由艾默生公司的人制造的 - 也是 2,4 GHz，几乎相同的 wifi。 这种点对点覆盖的面积为50-70米。 当你想到我们的装置面积超过了几个足球场的大小时，你就会感到悲伤。 在这种情况下，一个基站可以自信地为多达 100 台设备提供服务。 我们现在正在建立一个新的装置；在初始阶段，已经有 400 多个传感器。
然后是蜂窝运营商提供的 NB-IoT（窄带物联网）。 再说一遍，不用于生产——首先，它太贵了（运营商按流量收费），其次，它对电信运营商形成了太强的依赖。 如果您需要在掩体等没有通信的场所安装此类传感器，并且需要在那里安装额外的设备，您将必须联系运营商，并支付一定费用，并且执行订单的截止日期不可预测。具有网络的对象。
网站上不可能使用纯wifi。 甚至家庭频道在 2,4 GHz 和 5 GHz 上都被堵塞，而且我们的生产场地拥有大量传感器和设备，而不仅仅是每间公寓有几台电脑和手机。
当然，有健全质量的专有标准。 但当我们构建一个包含许多不同设备的网络时，这不起作用，我们需要一个单一的标准，而不是某种封闭的标准，这会让我们再次依赖一个或另一个供应商。
因此，LoRaWAN联盟似乎是一个非常好的解决方案；该技术正在积极发展，并且在我看来，完全有机会成长为成熟的标准。 RU868频率范围扩展后，我们拥有比欧洲更多的通道，这意味着我们根本不必担心网络容量，这使得LoRaWAN成为定期收集参数的优秀协议，例如每10分钟收集一次或每小时一次。
理想情况下，我们需要每10分钟从多个传感器接收一次数据，以维持正常的监控画面、收集数据并总体监控设备的状况。 对于巡边员来说，这个频率最多等于一个小时。
还缺少什么？
缺乏对话
硬件开发商与石化或石油和天然气客户之间缺乏对话。 事实证明，从IT角度来看，IT专家制造了优秀的硬件，但这些硬件不能在石化生产中大量使用。
例如，LoRaWAN 上用于测量管道温度的硬件：将其挂在管道上，用夹子固定，挂上无线电模块，关闭控制点 - 就是这样。
IT设备绝对适合，但行业也存在问题。
电池 3400 毫安时。 当然，它不是最简单的，这里是亚硫酰氯，它使它能够在-50℃下工作而不损失容量。 如果我们每 10 分钟从这样的传感器发送一次信息，它将在六个月内耗尽电池电量。 定制解决方案并没有什么问题——拧开传感器，插入新电池，每六个月花费 300 卢布。
如果一个巨大的场地上有数以万计的传感器怎么办？ 这将需要大量的时间。 通过消除走查所花费的工时，我们可以获得相同的时间来维护系统。
解决这个问题的一个相当明显的解决方案是安装一个电池，不是300卢布，而是1000卢布，而是19mAh，必须每000年更换一次。 这可以。 是的，这会稍微增加传感器本身的成本。 但这个行业能够负担得起，而且这个行业确实需要它。
没有人是casdev，所以没有人了解这个行业的需求。
关于主要的事情
最重要的是，他们偶然发现的正是因为平庸的缺乏对话。 石化产品是一种生产，而生产是相当危险的，可能会出现局部气体泄漏并形成爆炸云的情况。 因此，所有设备无一例外都必须防爆。 并具有符合俄罗斯标准TR TS 012/2011的相应防爆证书。
开发商根本不知道这一点。 防爆并不是一个可以简单地添加到即将完成的设备上的参数，例如几个额外的 LED。 从电路板本身、电路到电线的绝缘，一切都需要重做。
怎么办
很简单——沟通。 我们已准备好直接对话，我的名字是 Vasily Ezhov，西布尔物联网产品的所有者，您可以通过个人消息或电子邮件给我写信 - [电子邮件保护]。 我们有现成的技术规格，我们会告诉您一切，并向您展示我们需要什么设备、为什么以及需要考虑什么。
目前我们已经在绿区（防爆对于我们来说不是强制参数）上的 LoRaWAN 上构建了许多项目，我们正在研究它的总体情况，以及 LoRaWAN 是否适合解决这样的问题。规模。 我们非常喜欢它在小型测试网络上的表现；现在我们正在构建一个具有高密度传感器的网络，其中计划安装约 400 个传感器。 就 LoRaWAN 的数量而言，这并不算多，但就网络密度而言，已经有点多了。 那么让我们来看看吧。
在一些高科技展会上，硬件制造商第一次从我那里听到防爆及其必要性。
所以这首先是我们要解决的一个沟通问题。 我们非常支持cusdev，它对各方都有用且有益，客户收到了满足其需求所需的硬件，并且开发人员不会浪费时间创建不必要的东西或从头开始完全重新制作现有硬件。
如果您已经在做类似的事情并准备扩展到石油、天然气和石化领域，请写信给我们。
来源： habr.com