Что такое промышленный интернет вещей и зачем он нужен на производствах

Интернет вещей предполагает, что самые разные предметы оснащаются датчиками: к примеру, они могут мониторить температуру, влажность, скорость разных объектов, давление или сердцебиение человека. Есть даже гаджеты для людей с диабетом, которые мониторят уровень сахара в крови, передают данные в облако и сами впрыскивают инсулин при необходимости. Благодаря этому многие задачи получается контролировать автоматически.

IoT все чаще используется на производствах, и для этого даже есть специальный термин «IIoT» — промышленный интернет вещей (Industrial Internet of Things). На производствах интернет вещей позволяет удаленно контролировать показатели и принимать решения на основе данных. Сейчас мы внедряем на наших предприятиях комплекс IIoT собственной разработки.

На аппаратном уровне комплекс представляет собой сеть взрывозащищённых датчиков температуры и вибрации, устойчивых даже в самых сложных климатических условиях. Они полностью автоматизируют сбор некритичных данных с производственного оборудования.

На многих крупных предприятиях работники до сих пор совершают обходы и собирают данные с оборудования вручную. Датчики же регулярно передают операторам информацию с оборудования и сигнализируют, если показатели выходят за рамки допустимых значений.

Для передачи данных используются беспроводные сети с нелицензируемым частотным диапазоном. Благодаря этому, например, можно обеспечить покрытие в труднодоступных зонах (а их на производствах обычно много). В зависимости от типа необходимых данных могут использоваться протоколы LoRaWAN, ISA 100.11 и WirelessHart.

Информация с датчиков передается на IIoT-платформу: она сама систематизирует, хранит и визуализирует данные для пользователей через веб-интерфейс. Платформу пришлось разрабатывать самостоятельно с нуля, потому что готовые продукты не решали всех задач. Зато теперь, после всех этапов пилотирования, проб и ошибок, у нас есть решение. Пользоваться подобной платформой может даже человек без технической подготовки: по сложности она не отличается от «умного дома».

К датчикам для IIoT гораздо больше требований, чем к любым девайсам «умного дома»: к примеру, они должны быть взрывозащищёнными (для использования в газоопасной среде, например) и выдерживать экстремальные для электроники температуры.

На производстве пиролиза нужно контролировать, чтобы трубы теплоспутников не замерзали. Раньше этим в ручном режиме занимались люди, просто трогая трубы руками, но с 2018 года мы начали внедрять для этого датчики. Пришлось отдельно разработать устройства, выдерживающие температуру до -56 С°. Чтобы при таких морозах батареи работали как можно дольше, датчики передают данные о температуре не постоянно, а раз в 20 минут.

Комплекс IIoT не только освобождает сотрудников от долгой монотонной работы, но и собирает данные для математических моделей, чтобы оптимизировать технологический процесс. Например, за счет оптимизации расхода пара на производстве каучука получается экономить более 10 млн. руб. за год. Этот эффект достигается установкой всего лишь нескольких IIoT датчиков в дополнение к существующей АСУТП системе.

Внедрение IIoT происходит постепенно и требует немало ресурсов, но затраты, как правило, оправдывают себя. В целевом масштабе IIoT решения будут приносить сотни миллионов рублей экономических эффектов за счет улучшения надежности производства и оптимизации технологического режима.

Эффекты могут быть не только количественными, но и качественными – без внедрения IIoT невозможен переход компании к состоянию «индустрия 4.0», который предполагает, в первую очередь, 100% внедрение data-driven подхода к управлению.

Конечно, мы не остановимся на достигнутом в плане технологий. Не все задачи могут быть решены «на земле». На горизонте нескольких лет могут появиться пилотные проекты спутникового IIoT для контроля удаленных объектов в местах, где даже сотовой сети нет. Проекты в области 5G и Private LTE – тоже дело ближайшего будущего.

Материал подготовлен совместно с СИБУР