Internet of Things to ensure industrial safety of high-tech enterprises

ние стека технологий промышленного Интернета вещей способно снизить затраты на развертывание стационарных систем контроля параметров среды за счет удешевления инфраструктурной части и каналов передачи данных. Конкретные технологии подбираются исходя из уровня критичности и требований к частоте замеров в каждом случае. Во-вторых, существует задача контроля параметров экологической обстановки вокруг опасного предприятия. Она во многих случаях решается с помощью передвижных экопостов – автомобилей с измерительной аппаратурой. Передвижные экопосты осуществляют замеры в конкретных точках вокруг предприятия по расписанию. Данные обычно "привозят" на завод и "складывают" вбазу данных. Применение решений Интернета вещей способно обеспечить передачу данных всистему мониторинга экологической обстановки предприятия сразу по факту замера. Наиболее передовые предприятия уже строят стационарные экопосты для непрерывного мониторинга экологической обстановки. Они могут быть расположены как вблизи территории завода, так и на отдалении, за несколько километров. В такой топологии беспроводная передача в 2022 г. является самым естественным способом получения данных от экопостов. В-третьих, в рамках реализации стратегии устойчивого развития, частью которой является контроль за экологическими параметрами производств, многие компании уже сами пришли к необходимости оснащения конкретных объектов выбросов в атмосферу и сбросов вод автоматизированными средствами контроля. Да и на уровне правительства были определены категории объектов, которые обязательно должны быть оснащены таким оборудованием до 2025 г., с передачей данных в госреестр для учета объема выбросов и сбросов. В эти категории вошли почти все объекты выбросов исбросов нефтегазовых и металлургических предприятий. Эту задачу разберем отдельно.

Учет выбросов и сбросов

Решать эту задачу можно по-разному. Первый вариант – просто установить физически средства измерения. Надежно, точно, запредельно дорого. Оснащение одного объекта может стоить миллионы, а то и десятки миллионов рублей в зависимости от измеряемых веществ. Поэтому обсуждается и второй вариант – контроль выбросов и сбросов с применением цифровых двойников, математических моделей технологических процессов, использующих данные измерительных приборов, задействованных в контуре АСУТП. При первичном анализе возможности построения таких моделей выявлено, что почти нигде нет 100% оснащенности технологическими КИП для получения полного набора входных данных для модели. Однако дооснащение технологическими КИП может быть дешевле, так как значительная часть их уже есть. Да и использоваться новые данные могут в том числе в системах усовершенствованного управления технологическими процессами (СУУТП) или системами Real-Time Optimization (RTO) для более точного управления технологическим процессом, что даст еще и значительный экономический эффект за счет увеличения выработки продукта, повышения его качества, снижения затрат ресурсов. Таким образом, решение задачи экомониторинга окупится за счет улучшения технологического процесса. А учитывая то, что многие типы сенсоров иизмерительных приборов производятся в технологически развитых странах Запада, для таких устройств существуют определенные риски в том, что касается доступности и ценообразования. Снижение разнообразия и количества применяемых для решения задач экомониторинга КИП за счет построения математических моделей делает такие решения не только менее затратными, но и более доступными впринципе. Со специалистами Data Science в нашей стране проблем нет, в этом мы одни из самых сильных. А готовых моделей тут не существует, так как каждая установка уникальна, работает в непохожих на другие условиях. В любом случае придется делать дообучение модели. А с этой точки зрения модель лучше иметь свою, которую делали свои разработчики Data Science.

Передвижная экологическая лаборатория. ЗапСибНефтехим, г. Тобольск, Тюменская область

Сокращение количества ивремени нахождения персонала в опасных зонах

Лучше предотвратить, чем пусть даже вовремя реагировать. Существует множество точек контроля, которые расположены в труднодоступных местах установок на производстве. И до них работники все равно вынуждены добираться зимой и летом, в дождь и снег в ходе регулярных обходов для осуществления ручного контроля или сбора данных. Риски падения с высоты, контакта с движущимися частями динамического оборудования, нахождения в опасных зонах пусть и сводятся к минимуму высокой культурой промышленной безопасности на ведущих предприятиях, но все равно они не равны нулю. Автоматизация рутинных технологических процессов есть одна из целей четвертой промышленной революции. Она не только дает повышение уровня безопасности, но и позволяет получить значительные экономические эффекты от ряда других улучшений. Назовем некоторые из них: l увеличение времени полезной работы оборудования за счет более точного контроля агрегатов фактически в режиме онлайн и построения логики срабатывания автоматизированных сигнализаций, предупреждающих о развитии дефектов оборудования на ранних стадиях, что позволяет сократить внеплановые остановы или вовремя переключаться на резервное оборудование; l переход к стратегии обслуживания по состоянию, что позволяет увеличить межремонтные интервалы и сократить затраты; l использование информации, полученной входе автоматизации ручного сбора данных, в математических моделях, оптимизирующих технологический процесс. При грамотном рассмотрении эффекты от цифровизации и автоматизации процессов редко лежат в одной плоскости. Какими средствами можно автоматизировать ручной сбор данных? Расширение классической АСУТП чересчур дорого и нецелесообразно там, где хватало и ручного сбора. Для выбора набора инструментов надо составить полный список того, что контролируется при обходе, и затем подобрать необходимые технологии из стека IoT, видеоаналитики, роботов, беспилотных летательных аппаратов. Да и увеличение надежности производств тоже несет в себе повышение безопасности. Часто несчастные случаи происходят именно во время ремонтных работ.

Заключение

Грамотная цифровизация и автоматизация всегда приносит результаты – это и повышение безопасности, и значительные экономические эффекты. Многие решения для описанных встатье задач уже производятся отечественными вендорами. Часть инструментов, возможно, имеет смысл разрабатывать внутренними ресурсами отделов цифровизации крупных промышленных компаний. В любом случае ограничений для внедрения сейчас нет. Надо делать! n

Ваше мнение и вопросы по статье направляйте на ss@groteck.ru