Индустриалният йотен разум има за цел да спаси живота чрез предотвратяване на бедствия

На 23 март 2005 г. рафинерията на BP Plc в Тексас взриви, уби 15 души и рани над 170. Причината за експлозията бяха служителите на BP препълване и прегряване на важно парче оборудване за преработка на петрол, съобщава The Guardian по това време. BP в крайна сметка отпусна над 3 милиарда долара за плащане на глоби, уреждане на съдебни дела и подобряване на рафинерията, която Marathon Petroleum Corp. купи в началото на 2013 г. за 2, 5 милиарда долара.

Това е само един пример в дълъг списък от бедствия, тъй като в енергийния сектор централите и подобни съоръжения могат да експлодират катастрофално. Това отдавна е факт от живота. Въпреки това, доставчиците, които развиват инфраструктурата за Индустриален Интернет на нещата (IIoT), търсят да помогнат за предотвратяване на аварии като тези чрез автоматизация. IIoT платформите осигуряват мониторинг в реално време и превантивна поддръжка, които помагат на собствениците на инсталации и операторите да реагират по-бързо при извънредни ситуации. Това време за реакция се ускорява допълнително чрез виртуализация, което спомага за намаляване на латентността в IoT приложения, които работят в съоръжения като нефтени рафинерии и електроцентрали. Решенията за оборудването в електроцентралите и химическите инсталации трябва да се вземат в реално време, за да се защити безопасността и сигурността на околното население.

Hardcore Disaster Recovery

Въпреки че възстановяването при бедствия е най-важно за повечето компании, ситуациите, които се разглеждат тук, надхвърлят загубата на работно време на офис сайт или отпадането на вашия хостван уебсайт неочаквано. За да могат рафинерии и електроцентрали да избегнат катастрофи в реалния живот, система с инструменти за безопасност (SIS) от компании като Schneider Electric може да "наблюдава тези критични променливи, които биха били показатели за екзотермична реакция", казва Кристофър Лиден, старши заместник Председател на стратегията и портфейла в Schneider Electric. "Ако те чувстват, че тези променливи се променят твърде бързо, те предприемат действия, за да реално да затворят процеса."

Lyden е в отлична позиция да коментира тези ситуации, тъй като Schneider Electric е доставчик на автоматизация, който осигурява оборудването за автоматизация специално за електроцентрали, инсталации за производство на нефт и рафинерии. Доставчици като Emerson Electric Co., Honeywell International и Rockwell Automation също предлагат SIS платформи.

Според Лидън SIS действа като "спирачка" за работата на централата. "По същество, ШИС е там, за да гарантира, че централата ще се изключи преди да се случи катастрофа или критичен инцидент", каза Лиден. "Той следи изпълнението на операцията и експлоатационните активи. Ако процесът започне да се ускорява или ако нещо започне да губи контрол, тогава ШИС поема и сваля централата."

SIS на системата Schneider Electric, системата за безопасност EcoStruxure Triconex, е комбинация от хардуер и софтуер за ръчен контролер, който помага да се поддържа работата на растенията. Системата може да предупреждава за пожари или други горими събития, както и за други събития, като течове на токсичен газ, и да помогне за отстраняване на ситуациите. Въпреки че SIS платформите не се свързват с мрежи за данни поради съображения за сигурност, те все още играят роля в IIoT, като предоставят данни на операторите в инсталации и рафинерии, за да им помогнат да вземат критични решения.

"Например, операторите могат да получават сигнали чрез таблото на своя смартфон, като им казват, че заводът или определен актив на растението са изложени на риск. След това те могат да предприемат необходимите действия, за да предотвратят инцидент", каза Лиден. „Ние им помагаме да разберат прага си за безопасност, доколко могат да задвижат процеса и активите си, преди заводът да достигне до опасно състояние.“

Съкращаване, автономност и бързо отказване

Според Lyden, за да се предпазят от вида на бедствието, възникнало при споменатия по-рано рафинерия на BP на BP, операторите трябва да поддържат бързо отказ и автоматизирано управление, както и да обмислят въвеждането на резерви на виртуални машини (VM). За да постигне това, Schneider Electric използва локалната платформа за облачна инфраструктура на Titanium Control на Wind River. "Наличието на излишък на виртуалните машини е много важно и наличието на този бърз отказ означава, че те никога не губят поглед върху растението достатъчно дълго, за да им създадат безпокойство", каза Лиден.

Система за контрол на разпределението от компания като Schneider Electric носи автономни функции на химически инсталации и електроцентрали. Програмируемите логически контролери на Schneider Electric, работещи с операционната система VxWorks в реално време (OS) на Wind River, позволяват на централите да контролират работата си независимо. Автономните функции на система за контрол на разпределението помагат на централите и петролните съоръжения да контролират налягането, температурата и потока на енергия. Лиден нарича това „контрол на сърдечната дейност“. Всъщност Schneider Electric и Wind River работят върху контролера на процесите от следващо поколение. Този тип технология за управление се справя с аварийни условия в инсталациите, когато оборудването в режим на готовност поеме поради повреда в основната инфраструктура.

Безопасност и сигурност на критичната инфраструктура

Wind River помага на клиенти като Schneider Electric да интегрират разнообразните хардуерни и контролни приложения на промишлени предприятия в една платформа. Растенията също могат да използват виртуализацията и контейнерите, за да поддържат оптимална наличност. Компанията е специализирана в операционни системи в реално време, както и технологиите за виртуализация, необходими за подтикване на интелигентността до ръба.

Компонент на IIoT инфраструктура, OS в реално време обикновено се фокусира върху приложенията за безопасност и критични за мисията. Те реагират на средата си в микросекунда и са идеални за устройства и приложения, които не могат да се провалят. „Операционните системи в реално време могат да гарантират, че изчислението, паметта и кешът винаги се разпределят по приоритет“, заяви Джим Дъглас, президент и изпълнителен директор на Wind River.

Работещите операционни системи в реално време паралелно с Linux позволяват на компаниите да прилагат машинно обучение (ML) на ръба, където растенията имат "висока критичност за безопасност", каза Дъглас. Въпреки че операционните системи и Linux в реално време могат да се управляват отделно, когато се използват заедно, Linux може да изпълнява критични за безопасността части на устройство или приложение, докато операционната система в реално време се справя с критичните за мисията функции. Според Дъглас Linux е полезен с вградените системи поради по-ниските си системни изисквания и по-високите възможности за работа. Поради тези възможности за по-висока производителност, сега можете да намерите различни аромати на Linux, които се използват на фабричните етажи, в програмируемите контроли, в самолетите и в системите за управление на полета.

В края се извършват повече изчисления, за да се избегне това забавяне. - Не можеш да имаш тази закъснение - каза Дъглас. "Ако нещо се случи, ще ви предстои катастрофа."

Автоматизирани и безпилотни

Тези технологии се развиват достатъчно бързо, че Лиден прогнозира, че някои газови централи скоро могат да станат безпилотни, за да се предпазят от бедствия. "Днес технологията не е такава, че хората са уверени да правят това. Ние обаче започваме да я виждаме в офшорка", каза Лиден. "Така че ще видите всички операции на група офшорни петролни платформи, експлоатирани от централна платформа майка с безпилотни дъщерни платформи."

Lyden отбеляза също, че редица малки газови централи сега се управляват отдалечено. "Мисля, че се движим към тази концепция за автономност, което означава, че системата за управление има всичко в себе си, което би позволило контрол, но все пак позволява безопасност без хора там", каза Лиден.

"Тази представа за интелигентни, автономни, крайни устройства, които се самодиагностицират", продължи той, "които не само правят контрол, но и след това могат да започнат да правят неща като управление на състоянието на физическите растителни активи. Този вид възможности са необходими, за да стигнем до тази визия за безпилотни растения."

В допълнение, компютърните изчисления и IIoT ще създадат възможности за съжителство на хора и автономни машини. Всъщност изкуственият интелект (AI) в края ще бъде в основата на IIoT, според Дъглас. Първата вълна на IIoT включва свързване на ръбовите машини към корпоративните мрежи. След това дойде анализа и визуализация на данните. „Можем да започнем да правим аналитични данни, използвайки софтуер за писане на неща като пакети за визуализация, за да улесним откриването на аномалии“, каза Дъглас.

"Следващата вълна е, че ще имате машини, които са или напълно автономни, или частично автономни, където всъщност могат да започнат самостоятелно да вършат по-сложни задачи. Можете да накарате хората да бъдат по-фокусирани върху задачи от по-високо ниво и да оставите роботите вършат задачи от по-ниско ниво “, продължи Дъглас. "Това е голямата трансформация. Това е мястото, където AI влиза, където, когато имате достатъчно изчислителна мощност на ръба, можете да започнете да правите тази машина много по-интелигентна. И трябва ли да поеме повече от този тип задачи, които отнемат много човешко взаимодействие."

Анализ и здраве на оборудването

Понастоящем производствените предприятия и рафинерии разполагат с разнообразно оборудване, което спомага за контрола на производствения процес, включително компресори, габарити, помпи и клапани. Сензорите позволяват на тези компоненти да станат интелигентни и да споделят информация за техните експлоатационни характеристики. Според Lyden, в бъдеще химическите заводи ще разполагат с помпи, генериращи аналитични данни, които казват на персонала кога помпите изключват стартерите или използват твърде много ток.

"Можете да очаквате помпите да бъдат оборудвани по начин, който да ви подскаже дали консумира мощността или дали помпата става по-малко ефективна", каза Лиден. „И всички тези неща ще бъдат стартирани от общо устройство, което контролира работата на помпата и диагностицира помпата.“

Тъй като организациите отстраняват хората от електроцентралите, а цените на сензорите и измервателните устройства намаляват, ще трябва да се управлява повече от инсталациите чрез IIoT, за да се избегне повреда на безпилотните инсталации.

• Когато облакът е залят, това е Edge Computing, AI to the Rescue Когато облакът е залят, това е Edge Computing, AI to the Rescue
• Как IoT носи милиарди устройства по-близо до ръба Как IoT носи милиарди устройства по-близо до ръба
• 7 неща, които SMBs трябва да знаят за Edge Computing 7 неща SMBs трябва да знаят за Edge Computing

„Мисля, че IoT ще позволи това, защото ще видим много повече управление на здравето на оборудването, отколкото виждаме днес“, каза Лиден. „Следващата стъпка, след като IIoT узрява, е да се даде действителна способност за контрол на тези активи. Това, за което говорим, е всеки от тези активи да се превърне в кибер-физическа система, която може да се контролира самостоятелно.“ В допълнение, химическите предприятия ще свържат своите вентилатори, топлообменници, двигатели и помпи, според Lyden.

Освен физическите разработки на IIoT, аналитиката ще се развива и ще играе по-голяма роля в управлението на работата на помпите. Комбинацията от повишена свързаност, изчислителна мощност и аналитичност ще помогне на предприятия и рафинерии да управляват здравето на технологичното оборудване, да подобрят вземането на решения и да повишат надеждността на критичната инфраструктура.

Посоченият по-горе инцидент в нефтената рафинерия на BP, както и инцидентът с рафинерия на Exxon Mobile на 18 февруари 2015 г. в Калифорния, при който отделяне на въглеводород предизвика експлозия, показва необходимост от технологията IIoT. Интелигентността, която носи, може да помогне за предотвратяване на тези видове бедствия.