عندما يتعلق الأمر بأتمتة العمليات في صناعة البتروكيماويات ، غالبًا ما يتم تشغيل الصورة النمطية التي يعتبرها الإنتاج معقدة ، مما يعني أن كل ما يمكن الوصول إليه يتم تلقائيًا هناك بفضل أنظمة التحكم في العمليات. في الواقع ليس كذلك.
إن صناعة البتروكيماويات مؤتمتة بشكل جيد بالفعل ، ولكن هذا ينطبق على العملية التكنولوجية الرئيسية ، حيث تعتبر أتمتة وتقليل العامل البشري أمرًا بالغ الأهمية. جميع العمليات المصاحبة ليست مؤتمتة بسبب التكلفة العالية لحلول التحكم في العمليات ويتم تنفيذها في الوضع اليدوي. لذلك ، فإن الوضع الذي يقوم فيه الموظف بالتحقق يدويًا مرة كل بضع ساعات ما إذا تم تسخين أنبوب معين بشكل صحيح ، أو إذا تم تشغيل المفتاح المطلوب وتم سحب الصمام ، أو إذا كان مستوى اهتزاز المحمل طبيعيًا ، أمر طبيعي.
معظم العمليات غير الحرجة ليست مؤتمتة ، ولكن يمكن القيام بذلك بمساعدة تقنيات إنترنت الأشياء ، وليس نظام التحكم في العمليات.
لسوء الحظ ، هناك مشكلة - الفجوة في الاتصالات بين العملاء من صناعة البتروكيماويات ومطوري الحديد أنفسهم ، الذين ليس لديهم عملاء من بين صناعة النفط والغاز ، وبالتالي ، لا يتلقون معلومات حول متطلبات المعدات من حيث الاستخدام في المناطق العدوانية والمتفجرة في المناخ القاسي الشروط ، إلخ.
في هذا المنشور سنتحدث عن هذه المشكلة وكيفية حلها.
إنترنت الأشياء في البتروكيماويات
للتحقق من بعض المعلمات ، نستخدم المنعطفات لغرض الفحص البصري واللمسي لعقد التثبيت غير الحرجة. واحدة من المشاكل الشائعة هي إمدادات البخار. البخار هو المبرد للعديد من العمليات البتروكيماوية ، ويتم توفيره من محطة التسخين إلى الوحدة النهائية من خلال أنابيب طويلة. يجب أن يوضع في الاعتبار أن مصانعنا ونباتاتنا تقع في ظروف مناخية صعبة إلى حد ما ، وأن الشتاء في روسيا شديد ، وأحيانًا تبدأ بعض الأنابيب في التجمد.
لذلك ، وفقًا للوائح ، يجب على بعض الأفراد مرة واحدة في الساعة إجراء جولات وقياس درجة حرارة الأنابيب. على نطاق المصنع بأكمله - هذا عدد كبير من الأشخاص الذين يفعلون ذلك تقريبًا - يذهبون ويلمسون الأنابيب.
أولاً ، هذا غير مريح: درجات الحرارة منخفضة ، وتحتاج إلى الذهاب بعيدًا. ثانيًا ، بهذه الطريقة من المستحيل جمع البيانات ، وخاصة استخدامها ، في العملية. ثالثًا ، إنها مكلفة: يجب على جميع هؤلاء الأشخاص القيام بعمل أكثر فائدة. وأخيرًا ، العامل البشري: ما مدى دقة قياس درجة الحرارة ، وكيف يحدث ذلك بانتظام؟
وهذا مجرد أحد الأسباب التي تجعل مديري المصانع والنباتات قلقين للغاية بشأن تقليل تأثير العامل البشري على العمليات التكنولوجية.
هذه أول حالة مفيدة لتطبيقات إنترنت الأشياء الممكنة في الإنتاج.
والثاني هو التحكم في الاهتزاز. يحتوي الجهاز على محركات كهربائية ، ويجب إجراء التحكم في الاهتزاز. لا يزال يتم تنفيذه بالطريقة نفسها يدويًا - مرة واحدة في اليوم يتجول الناس ويستخدمون أدوات خاصة لقياس مستوى الاهتزاز للتأكد من أن كل شيء في محله. هذا مرة أخرى مضيعة للوقت والموارد البشرية ، ومرة أخرى تأثير العامل البشري على صحة وتكرار مثل هذه التحويلات ، ولكن الأهم هو أنه لا يمكنك العمل مع هذه البيانات ، لأنه لا توجد بيانات للمعالجة عمليًا ومن المستحيل التبديل إلى خدمة المعدات الديناميكية كما هي.
والآن هذا هو أحد الاتجاهات الرئيسية في الصناعة - الانتقال من الصيانة الروتينية إلى الصيانة كما هي ، مع التنظيم المناسب لها ، يتم الاحتفاظ بالمحاسبة النشطة والمفصلة لوقت تشغيل المعدات والتحكم الكامل في حالتها الحالية. على سبيل المثال ، عندما يحين وقت فحص المضخات ، يمكنك التحقق من معلماتها ورؤية أن المضخة A تمكنت من الحصول على عدد ساعات التشغيل اللازمة للصيانة ، ولم يتم استلام المضخة B حتى الآن ، مما يعني أنه لا يزال من الممكن تركها دون مراقبة ، فمن السابق لأوانها.
بشكل عام ، كتغيير الزيت في السيارة كل 15000 كيلومتر. يمكن لشخص ما تحطيمها لمدة ستة أشهر ، وسيحتاج شخص ما إلى عام ، وسيستغرق شخصًا المزيد من الوقت ، اعتمادًا على مدى استخدام سيارة معينة بنشاط.
نفس الشيء مع المضخات. بالإضافة إلى ذلك ، هناك متغير ثانٍ يؤثر على الحاجة إلى الصيانة - تاريخ مؤشرات الاهتزاز. لنفترض أن سجل الاهتزاز كان مرتبًا ، لم يتم تشغيل المضخة حتى الآن على مدار الساعة ، مما يعني أننا لم نخدمها بعد. وإذا لم يكن تاريخ الاهتزازات طبيعيًا ، فيجب الحفاظ على هذه المضخة حتى إذا لم تكن الساعات تعمل. والعكس بالعكس - مع تاريخ ممتاز من الاهتزازات ، نحن نخدم إذا تم تراكم الساعات.
إذا تم أخذ كل هذا في الاعتبار وتقديم الخدمات بهذه الطريقة ، فمن الممكن تقليل تكلفة خدمة المعدات الديناميكية بنسبة 20 ، أو حتى 30 في المائة. بالنظر إلى حجم الإنتاج ، فهذه أرقام مهمة للغاية ، دون فقدان الجودة ودون المساس بالسلامة. وهذه حالة جاهزة لاستخدام IIoT في المؤسسة.
وهناك أيضًا العديد من العدادات التي يتم الآن أخذ المعلومات منها يدويًا ("تم النزول - النظرة - الكتابة"). كما أنها أكثر كفاءة في تقديم الخدمة عبر الإنترنت ، لمشاهدة ما يتم استخدامه وكيف يتم في الوقت الفعلي. سيساعد هذا النهج بشكل كبير في حل مشكلة استخدام الطاقة: من خلال معرفة أرقام الاستهلاك الدقيقة ، يمكنك توفير المزيد من البخار للأنبوب A في الصباح ، والمزيد من البخار للأنبوب B في المساء ، على سبيل المثال. بعد كل شيء ، يتم الآن بناء محطات الطاقة بهامش كبير من أجل توفير الحرارة لجميع العقد بدقة. ويمكنك البناء ليس بهامش ، ولكن بتخصيص الموارد بشكل عقلاني.
هذا هو القرار المألوف القائم على البيانات عندما يتم اتخاذ القرارات على أساس العمل الكامل مع البيانات التي قاموا بجمعها. تحظى الغيوم والتحليلات بشعبية خاصة اليوم ، وتحدثت الابتكارات المفتوحة لهذا العام كثيرًا عن كبار السن والسحب. الجميع جاهزون للعمل مع البيانات الكبيرة ومعالجتها وتخزينها ، ولكن يجب أولاً جمع البيانات. قيل هذا أقل. هناك عدد قليل جدًا من بدء تشغيل الأجهزة الآن.
الحالة الثالثة لإنترنت الأشياء هي تتبع الأفراد والملاحة المحيطية والمزيد. نستخدم هذا لمراقبة تحركات الموظفين ومراقبة المناطق المغلقة. على سبيل المثال ، يتم تنفيذ بعض الأعمال في المنطقة ، والتي لا ينبغي أن يكون فيها أي غرباء - وهناك فرصة للتحكم بصريًا في هذا في الوقت الفعلي. أو ذهب عامل التفتيش للتحقق من المضخة ، وكان لفترة طويلة معه ولا يتحرك - ربما أصيب الشخص بالمرض ، أحتاج إلى المساعدة.
حول المعايير
مشكلة أخرى هي أنه لا يوجد مدمجون جاهزون لتقديم حلول لإنترنت الأشياء الصناعية. لأنه في هذا المجال لا توجد حتى الآن معايير راسخة.
على سبيل المثال ، كيف تسير الأمور في المنزل: هناك جهاز توجيه wifi ، يمكنك شراء شيء آخر لمنزل ذكي - غلاية أو مقبس أو كاميرا IP أو مصابيح كهربائية - قم بتوصيل كل هذا بشبكة wifi الحالية ، وسيعمل. ستعمل بالتأكيد ، لأن wifi هو المعيار الذي يتم بموجبه سجن كل شيء.
ولكن في مجال الحلول للمؤسسات لا توجد معايير لهذا المستوى من الانتشار. والحقيقة هي أن قاعدة المكون نفسها أصبحت ميسورة التكلفة مؤخرًا نسبيًا ، مما سمح للغدد الموجودة على هذه القاعدة بالتنافس مع الموارد البشرية.
إذا قارنت بصريًا ، فستكون الأرقام حول هذا المقياس.
يكلف جهاز استشعار واحد لنظام التحكم الصناعي حوالي 2000 دولار.
جهاز استشعار واحد LoRaWAN - 3-4 آلاف روبل.
قبل 10 سنوات ، كانت أنظمة LoRaWAN تظهر بشكل عام منذ خمس سنوات فقط ، دون بدائل.
ولكن لا يمكننا فقط استخدام أجهزة استشعار LoRaWAN واستخدامها في جميع أنحاء مؤسساتنا
اختيار التكنولوجيا
مع شبكة wifi المنزلية ، كل شيء واضح ، مع المعدات المكتبية ، كل شيء متشابه.
لا توجد معايير شائعة وشائعة الاستخدام من حيث إنترنت الأشياء في الصناعة. بالطبع ، هناك مجموعة من معايير الصناعة المختلفة التي تطورها الشركات من أجلها.
خذ على سبيل المثال ، HART اللاسلكي ، الذي صنعه الرجال من Emerson - أيضًا 2.4 غيغاهرتز ، تقريبًا نفس شبكة wifi. مساحة هذه التغطية من نقطة إلى نقطة 50-70 متر. بالنظر إلى أن مساحة منشآتنا تتجاوز حجم العديد من ملاعب كرة القدم ، يصبح الأمر محزنًا. نعم ، ويمكن لمحطة أساسية واحدة في هذه الحالة خدمة ما يصل إلى 100 جهاز بثقة. والآن نقوم بتجهيز تركيب جديد ، يوجد بالفعل في المراحل الأولية أكثر من 400 جهاز استشعار.
وهناك NB-IoT (NarrowBand Internet of Things) ، مقدم من مشغلي شبكات الهاتف النقال. ومرة أخرى ، ليس للاستخدام في الإنتاج - أولاً ، إنها باهظة الثمن (يفرض المشغل رسومًا على حركة المرور) ، وثانيًا ، يتم الاعتماد بشكل كبير على مشغلي الاتصالات. إذا كنت بحاجة إلى وضع مثل هذه المستشعرات في غرف مثل القبو حيث لا يتم التقاط الاتصال ، وتحتاج إلى وضع معدات إضافية هناك ، فسيتعين عليك الاتصال بالمشغل مقابل رسوم ومواعيد نهائية غير متوقعة للوفاء بطلب تغطية شبكة المرافق.
من المستحيل استخدام واي فاي نقي على المواقع. حتى القنوات المنزلية مسدودة بتردد 2.4 جيجا هرتز ، 5 جيجا هرتز ، ولدينا موقع إنتاج به عدد كبير من أجهزة الاستشعار والمعدات ، وليس فقط بضعة أجهزة كمبيوتر وهواتف محمولة لكل شقة.
بالطبع ، هناك معايير ملكية ذات جودة عاقل. لكن هذا لا يعمل عندما نقوم ببناء شبكة مع العديد من الأجهزة المتنوعة ، نحتاج إلى معيار واحد ، وليس شيئًا مغلقًا ، الأمر الذي سيقودنا مرة أخرى إلى الاعتماد على مورد أو آخر.
لذلك ، يبدو أن تحالف LoRaWAN هو طريق جيد للغاية للخروج ، والتكنولوجيا تتطور بنشاط ، وفي رأيي ، لديها كل فرصة للنمو إلى مستوى كامل. بعد توسيع نطاق التردد RU868 ، لدينا قنوات أكثر من أوروبا ، مما يعني أنه لا يمكنك أن تخجل من سعة الشبكة ، مما يجعل LoRaWAN بروتوكولًا ممتازًا لجمع المعلمات بشكل دوري ، على سبيل المثال ، مرة واحدة كل 10 دقائق أو مرة واحدة في الساعة.
من الناحية المثالية ، من عدد من أجهزة الاستشعار ، نحتاج إلى تلقي البيانات كل 10 دقائق من أجل إجراء صورة طبيعية للمراقبة ، وجمع البيانات ومراقبة حالة المعدات بشكل عام. وفي حالة برامج الزحف ، فإن هذا التردد يساوي ساعة في أحسن الأحوال.
ماذا مفقود؟
عدم الحوار
لا يوجد حوار كافٍ بين مطوري الأجهزة والعملاء من البتروكيماويات أو النفط والغاز. وتبين أن متخصصي تكنولوجيا المعلومات يصنعون الحديد الممتاز من حيث تكنولوجيا المعلومات ، والذي لا يمكن استخدامه على نطاق واسع في إنتاج البتروكيماويات.
على سبيل المثال ، قطعة من الحديد على LoRaWAN لقياس درجة حرارة الأنابيب: علقها على الأنبوب ، وأرفقتها بربطة كبل ، وعلقت وحدة الراديو ، وأغلقت نقطة التحكم - وهذا كل شيء.
المعدات من حيث تكنولوجيا المعلومات مناسبة تمامًا ، ولكن هناك مشاكل لهذه الصناعة.
بطارية بسعة 3400 مللي أمبير بالطبع ، ليس أبسط ، كلوريد الثيونيل موجود هنا ، مما يمنحها الفرصة للعمل عند -50 ولا تفقد قدرتها. إذا أرسلنا معلومات من هذا المستشعر كل 10 دقائق ، فستضع البطارية في ستة أشهر. في الحل المجزأ ، لا بأس - لقد قمت بفك المستشعر ، وأدخل بطارية جديدة لـ 300 روبل كل ستة أشهر.
وإذا كان هناك عشرات الآلاف من أجهزة الاستشعار على منصة ضخمة؟ سوف يستغرق وقتا طويلا. بإزالة ساعات العمل التي تم تجاوزها ، نحصل على نفس الوقت لصيانة النظام.
الحل الواضح إلى حد ما للمشكلة هو وضع البطارية ليس لـ 300 روبل ، ولكن مقابل 1000 روبل ، ولكن مقابل 19000 مللي أمبير في الساعة ، يجب تغييرها كل 5 سنوات. هذا طبيعي. نعم ، سيؤدي ذلك إلى زيادة تكلفة المستشعر نفسه قليلاً. لكن الصناعة يمكنها تحمل تكاليفها وتحتاجها الصناعة حقًا.
لا أحد هو casdev ، لذلك لا أحد يعرف احتياجات الصناعة.
وعن الشيء الرئيسي
والأهم من ذلك ، ما يعثرون فيه على وجه التحديد بسبب الافتقار إلى الحوار المعتاد. البتروكيمياء هو الإنتاج ، والإنتاج خطير إلى حد ما ، حيث يمكن تصور سيناريو تسرب الغاز المحلي وتشكيل سحابة متفجرة. لذلك ، بدون استثناء ، يجب أن تحتوي جميع المعدات على حماية من الانفجار. ولديهم شهادات الحماية من الانفجار ذات الصلة وفقًا للمعيار الروسي 012/2011.
المطورين ببساطة لا يعرفون عن هذا. والحماية من الانفجار ليست معلمة يمكن إضافتها ببساطة إلى جهاز شبه كامل ، مثل بضعة مصابيح LED إضافية. من الضروري إعادة كل شيء من اللوحة نفسها والدائرة إلى عزل الأسلاك.
ماذا تفعل
كل شيء بسيط - للتواصل. نحن مستعدون للحوار المباشر ، اسمي فاسيلي إيزوف ، مالك منتج إنترنت الأشياء في SIBUR ، يمكنك مراسلتي هنا في PM أو عن طريق البريد الإلكتروني - ezhovvs@sibur.ru. لدينا معارف تقليدية جاهزة ، وسنخبرك بكل شيء ونظهر ما ولماذا نحتاج إلى المعدات وما يجب مراعاته.
في الوقت الحالي ، نقوم بالفعل ببناء عدد من المشاريع على LoRaWAN في المنطقة الخضراء (حيث لا تعد الحماية من الانفجار أمرًا ضروريًا) ، وننظر في كيفية عملها بشكل عام وما إذا كان LoRaWAN مناسبًا لحل المهام على هذا النطاق. لقد أحببنا حقًا شبكات الاختبار الصغيرة ، والآن نقوم ببناء شبكة ذات كثافة عالية من أجهزة الاستشعار ، حيث يتم التخطيط لحوالي 400 مستشعر في تثبيت واحد. من حيث الكمية لـ LoRaWAN ، هذا ليس كثيرًا ، ولكن من حيث كثافة الشبكة ، فهو بالفعل كثيرًا. لذا تحقق من ذلك.
في عدد من معارض التكنولوجيا الفائقة مني ، سمع مصنعو الغدد بشكل عام لأول مرة عن الحماية من الانفجار وضرورتها.
إذن هذه ، أولاً وقبل كل شيء ، مشكلة الاتصال ، التي نريد حلها. نحن أقوياء جدًا بالنسبة لـ cusdev ، فهو مفيد ومفيد لجميع الأطراف ، ويتلقى العميل الأجهزة اللازمة لاحتياجاته ، ولا يضيع المطور الوقت في إنشاء شيء غير ضروري أو يعيد تمامًا الأجهزة الموجودة من الصفر.
إذا كنت تقوم بالفعل بشيء مماثل وكنت على استعداد للتوسع في قطاعات النفط والغاز والبتروكيماويات - فقط راسلنا.