Namen industrijske iotske inteligence je rešiti življenje s preprečevanjem nesreč

23. marca 2005 je v Teksasu eksplodirala rafinerija nafte BP Plc, pri čemer je umrlo 15 ljudi, več kot 170 pa jih je bilo ranjenih. Vzrok eksplozije je bil, da so zaposleni v BP preplavili in pregrevali pomemben kos opreme za predelavo nafte, je takrat poročal Guardian. Družba BP je na koncu odštela več kot tri milijarde dolarjev za plačilo glob, poravnavo tožb in izboljšanje rafinerije, ki jo je Marathon Petroleum Corp. kupil v začetku leta 2013 za 2, 5 milijarde dolarjev.

To je le en primer na dolgem seznamu nesreč, saj lahko v energetskem sektorju naprave in podobni objekti katastrofalno eksplodirajo. To je že dolgo življenje. Vendar pa prodajalci, ki pionirajo infrastrukturo Industrial Internet of Things (IIoT), želijo s pomočjo avtomatizacije preprečiti nesreče, kakršne so te. Platforme IIoT zagotavljajo sprotno spremljanje in preventivno vzdrževanje, ki lastnikom rastlin in upravljavcem omogočajo hitrejše odzivanje na izredne razmere. Ta reakcijski čas se še pospeši z virtualizacijo, kar pomaga zmanjšati zamude pri aplikacijah IoT, ki delujejo v objektih, kot so naftne rafinerije in elektrarne. Odločitve o opremi v elektrarnah in kemičnih obratih morajo biti sprejete v realnem času, da se zaščiti varnost in varnost okoliškega prebivalstva.

Hardcore Disaster Recovery

Čeprav je za večino podjetij reševanje po nesrečah najbolj v mislih, situacije, ki jih obravnavamo, presegajo izgubo delovnega časa na pisarni ali nepričakovano upadanje spletnega mesta, ki ga gosti. Da bi se rafinerije nafte in elektrarne izognile katastrofam v resničnem življenju, lahko sistem varnostnih instrumentov (SIS) podjetij, kot je Schneider Electric, "spremlja te kritične spremenljivke, ki bi kazale na eksotermično reakcijo, " je dejal Christopher Lyden, višji podpredsednik Predsednik strategije in portfelja pri Schneider Electric. "Če menijo, da se te spremenljivke prehitro spreminjajo, potem ukrepajo, da dejansko zaustavijo postopek."

Lyden je v odličnem položaju, da komentira te situacije, ker je Schneider Electric dobavitelj avtomatizacije, ki opremo za avtomatizacijo ponuja posebej za elektrarne, naprave za proizvodnjo nafte in rafinerije nafte. Prodajalci, kot so Emerson Electric Co., Honeywell International in Rockwell Automation, ponujajo tudi platforme SIS.

Po besedah ​​Lyden je SIS deloval kot "zavora" za obratovanje. "V bistvu obstaja sistem SIS, ki zagotavlja, da se obrat ustavi, preden se lahko zgodi katastrofa ali kritični incident, " je dejal Lyden. "Spremlja delovanje operacije in obratovalnih sredstev. Če se postopek začne pospeševati ali če nekaj začne izgubljati nadzor, potem SIS prevzame in napravo spusti."

SIS Schneider Electric, Varnostni sistem EcoStruxure Triconex, je kombinacija strojne in programske opreme robnikov, ki pomaga vzdrževati čas delovanja rastlin. Sistem lahko opozori na požare ali druge vnetljive dogodke, pa tudi na druge dogodke, kot so puščanje strupenih plinov, in pomaga odpraviti razmere. Čeprav se platforme SIS zaradi varnostnih pomislekov ne povezujejo v podatkovna omrežja, še vedno igrajo vlogo v programu IIoT, saj operaterjem v obratih in rafinerijah zagotavljajo podatke, da jim pomagajo pri odločnih odločitvah.

"Operaterji lahko na primer na svojem pametnem telefonu prejmejo opozorila prek nadzorne plošče in jim povedo, da je tovarna ali določeno sredstvo rastlin ogroženo. Nato lahko sprejmejo potrebne ukrepe, da preprečijo incident, " je dejal Lyden. "Pomagamo jim razumeti njihov varnostni prag, kako daleč lahko vozijo postopek in svoja sredstva, preden obrat doseže nevarno stanje."

Odpuščanje, avtonomija in hitro prehajanje

Da bi zaščitili pred nesrečo, ki se je zgodila v prej omenjeni rafineriji nafte BP, naj bi operaterji vzdrževali hiter preklop in avtomatizirano kontrolo, pa tudi razmislili o uvedbi presežkov na virtualnih strojih (VM). Da bi to dosegli, Schneider Electric uporablja lokalno infrastrukturno platformo za oblak Titanium Control v Wind Riveru. "Zmanjšanje odpuščanja na VM je zelo pomembno, in hitro prehranjevanje pomeni, da nikoli ne izgubijo pogleda na rastlino dovolj dolgo, da bi jim povzročilo tesnobo, " je dejal Lyden.

Sistem nadzora distribucije podjetja, kot je Schneider Electric, prinaša avtonomne funkcije v kemičnih in elektrarnah. Programabilni logični krmilniki Schneider Electric, ki poganjajo sistem VxWorks v realnem času v operacijskem sistemu Wind River, omogočajo elektrarnam, da samostojno nadzorujejo svoje delovanje. Avtonomne funkcije sistema za nadzor distribucije pomagajo elektrarnam in oljnim napravam nadzorovati tlak, temperaturo in pretok energije. Lyden to označuje kot "nadzor srčnega utripa". Pravzaprav Schneider Electric in Wind River delujeta na krmilniku procesa naslednje generacije. Ta vrsta krmilne tehnologije obravnava napake v obratih, ko oprema v pripravljenosti prevzame zaradi okvare primarne infrastrukture.

Varnost in zaščita kritične infrastrukture

Wind River pomaga strankam, kot je Schneider Electric, na eni platformi integrirati raznoliko strojno in nadzorno aplikacijo industrijskih obratov. Rastline lahko spodbujajo tudi virtualizacijo in posode za ohranjanje optimalne razpoložljivosti. Podjetje je specializirano za OS v realnem času, pa tudi za virtualizacijske tehnologije, potrebne za to, da inteligenco potegnejo do roba.

Sestavni deli IIoT infrastrukture se v realnem času OS-ji običajno osredotočajo na varnostne in kritične aplikacije. Na okolje se odzivajo v mikrosekundi in so idealne za naprave in aplikacije, ki ne morejo odpovedati. "OS v realnem času lahko zagotovijo, da se računanje, pomnilnik in predpomnilnik vedno porazdelijo prednostno, " je dejal Jim Douglas, predsednik in izvršni direktor Wind Riverja.

Delovanje vzporednih operacijskih sistemov v realnem času vzporedno z Linuxom omogoča podjetjem, da uporabljajo strojno učenje (ML) na robu, kjer imajo rastline "visoko varnostno kritičnost", je dejal Douglas. Čeprav lahko OS in Linux v realnem času uporabljate ločeno, lahko Linux pri skupni uporabi zažene dele, ki niso pomembni za varnost naprave ali aplikacije, medtem ko OS v realnem času upravlja s ključnimi funkcijami. Douglas je uporaben pri vgrajenih sistemih zaradi manjših sistemskih zahtev in večjih zmogljivosti, pravi Douglas. Zaradi teh zmogljivosti z večjimi zmogljivostmi lahko zdaj najdete različne okuse Linuxa, ki se uporabljajo na tovarniških tleh, v programibilnih kontrolah, v letalih in v sistemih za nadzor letenja.

Na robu je več računalnikov, da se prepreči to zamudo. "Te zamude ne morete imeti, " je rekel Douglas. "Če se kaj zgodi, se vam zgodi katastrofa."

Samodejno in brez posadke

Te tehnologije se razvijajo dovolj hitro, da Lyden napoveduje, da bodo nekatere plinske elektrarne kmalu postale brez posadke za zaščito pred nesrečami. "Tehnologija danes ni taka, da bi ljudje to samozavestno storili. Vendar jo začnemo videti na morju, " je dejal Lyden. "Torej boste videli vse operacije na skupini obalnih naftnih ploščadi, ki se upravljajo s centralne matične ploščadi z brezpilotnimi hčerinskimi platformami."

Lyden je tudi opozoril, da so zdaj na daljavo urejene številne majhne plinske elektrarne. "Mislim, da se vozimo v smeri tega pojma avtonomije, kar pomeni, da ima nadzorni sistem vse, kar bi omogočilo nadzor, vendar še vedno omogočalo varnost brez ljudi, " je dejal Lyden.

"Ta pojem inteligentnih, avtonomnih, robnih naprav, ki samodejno diagnosticirajo, " je nadaljeval, "ki ne samo da nadzorujejo, ampak lahko začnejo delati tudi stvari, kot je upravljanje stanja fizičnih rastlinskih sredstev. Te vrste zmogljivosti so potreben, da pridemo do te vizije brezpilotnih rastlin."

Poleg tega bo robno računalništvo in IIoT ustvarilo možnosti za soobstoj človeka in avtonomnih strojev. V resnici bo umetna inteligenca (AI) na robu v središču IIoT, pravi Douglas. Prvi val IIoT je vključeval priključne robne stroje na podjetniška omrežja. Nato je prišla analitika in vizualizacija podatkov. "Lahko bi začeli izvajati analitiko z uporabo programske opreme za pisanje stvari, kot so paketi za vizualizacijo, da bi olajšali zaznavanje nepravilnosti, " je dejal Douglas.

"Naslednji val je, da boste imeli avtomate, ki so bodisi popolnoma samostojni bodisi delno avtonomni, kjer lahko dejansko začnejo sami opravljati bolj sofisticirane naloge. Ljudje boste lahko bolj osredotočeni na naloge višje ravni in pustite roboti opravljajo naloge nižje stopnje, "je nadaljeval Douglas. "To je velika preobrazba. Tu pride AI, kjer lahko, ko imaš na robu dovolj računske moči, začneš s tem strojem narediti pametnejše. In naj prevzame več tovrstnih nalog, ki zahtevajo veliko človeška interakcija."

Analitika in zdravje opreme

Trenutno imajo proizvodni obrati in rafinerije raznoliko opremo, ki pomaga nadzorovati proizvodni postopek, vključno s kompresorji, merilniki, črpalkami in ventili. Senzorji omogočajo tem komponentam, da postanejo inteligentne in izmenjujejo informacije o svojih delovnih zmogljivostih. Po besedah ​​Lydena bodo kemične tovarne v prihodnosti imele črpalke, ki ustvarjajo analitiko, ki osebju sporoča, kdaj črpalke izklopijo zaganjalnike ali uporabljajo preveč toka.

"Lahko pričakujete, da bodo črpalke opremljene na način, ki vam bo povedal, ali porablja moč ali če črpalka postaja manj učinkovita, " je dejal Lyden. "In vse te stvari bi se izvajale iz skupne robne naprave, ki obvladuje delovanje črpalke in diagnosticira črpalko."

Ker bodo organizacije odstranile ljudi iz elektrarn, cene senzorjev in merilnih naprav pa se bodo znižale, bo treba prek IIoT upravljati z napravami, da se izognejo okvari brezpilotnih naprav.

• Ko je oblak zasut, je robno računanje, AI za reševanje, ko oblak preplavi, je robno računanje, AI za reševanje
• Kako IoT prinese milijarde naprav bližje robu, kako IoT prinese milijarde naprav bližje robu
• 7 stvari, ki jih SMB morajo vedeti o robnem računalništvu 7 stvari, ki jih morajo SMB vedeti o robnem računalništvu

"Mislim, da bo IoT to omogočil, ker bomo videli veliko več zdravstvenega upravljanja opreme, kot ga vidimo danes, " je dejal Lyden. "Nato, ko IIoT dozoreva, je naslednji korak dodelitev dejanskih zmogljivosti nadzora tem premoženjem. Govorimo o tem, da vsako od teh sredstev postane kiberfizični sistem, ki se lahko samostojno nadzoruje." Poleg tega bodo kemične tovarne povezale svoje puhale, izmenjalnike toplote, motorje in črpalke, pravi Lyden.

Poleg fizičnega razvoja IIoT bo analitika razvijala in igrala večjo vlogo pri upravljanju zmogljivosti črpalk. Kombinacija povečane povezljivosti, računalniške moči in analitike bo pomagala obratom in rafinerijam upravljati zdravje procesne opreme, izboljšala odločanje in izboljšala zanesljivost kritične infrastrukture.

Omenjeni incident v rafineriji nafte BP, pa tudi incident rafinerije Exxon Mobile 18. februarja 2015 v Kaliforniji, v katerem je izpuščanje ogljikovodika povzročilo eksplozijo, kažeta na potrebo po tehnologiji IIoT. Inteligenca, ki jo prinaša, lahko pomaga preprečiti tovrstne katastrofe.