La intel·ligència iot industrial pretén salvar vides evitant desastres

El 23 de març de 2005 va explotar una refineria de petroli BP Plc a Texas, que va matar 15 persones i va ferir més de 170. La causa de l'explosió va ser que els empleats de BP van omplir i sobreescalfar una important peça de processament de petroli, va informar en aquell moment The Guardian. BP va acabar cobrant més de 3.000 milions de dòlars per pagar multes, resoldre plets i millorar la refineria, que Marathon Petroleum Corp. va comprar a principis de 2013 per 2.500 milions de dòlars.

Aquest és només un exemple en una llarga llista de desastres perquè, en el sector energètic, les plantes i instal·lacions similars poden explotar catastròficament. Això ha estat un fet de la vida. Tanmateix, els venedors pioners en la infraestructura d'Internet of Things (IIoT) industrials busquen ajudar a prevenir accidents com aquests a través de l'automatització. Les plataformes IIoT proporcionen un control preventiu i manteniment en temps real, que permeten als propietaris i operadors de les plantes reaccionar més ràpidament davant les situacions d’emergència. Aquest temps de reacció s’amplia més a través de la virtualització, que ajuda a reduir la latència en aplicacions IoT que operen en instal·lacions com les refineries de petroli i les plantes d’energia. Les decisions sobre equips a les plantes elèctriques i plantes químiques s’han de prendre en temps real per protegir la seguretat i la seguretat de la població circumdant.

Recuperació de desastres durs

Si bé la recuperació de desastres és important per a la majoria de les empreses, les situacions que es tracten aquí van molt més enllà de perdre el temps de treball en un lloc d’oficina o que el vostre lloc web allotjat caigui inesperadament. Per tal que les refineries i centrals elèctriques evitin les catàstrofes de la vida real, un sistema instrumental de seguretat (SIS) de companyies com Schneider Electric pot "supervisar aquestes variables crítiques que serien indicatives d'una reacció exotèrmica", va dir Christopher Lyden, vicepresident principal President d’Estratègia i Cartera de Schneider Electric. "Si consideren que aquestes variables canvien massa ràpidament, aleshores prenen accions per tancar el procés".

Lyden està en una posició excel·lent per comentar aquestes situacions, perquè Schneider Electric és un proveïdor d'automatització que proporciona equips d'automatització específicament per a centrals elèctriques, plantes de producció de petroli i refineria de petroli. Venedors com Emerson Electric Co., Honeywell International i Rockwell Automation també ofereixen plataformes SIS.

Segons Lyden, un SIS actua com un "fre" en el funcionament d'una planta. "Bàsicament, hi ha un SIS per assegurar que la planta s'apagui abans que es produeixi una catàstrofe o incident crític", va dir Lyden. "Supervisa el rendiment de l'operació i dels actius operatius. Si el procés comença a accelerar-se o si alguna cosa comença a perdre el control, el SIS es fa càrrec i la planta baixa".

El SIS de Schneider Electric, el sistema de seguretat EcoStruxure Triconex, és una combinació de maquinari i programari de control de vora que ajuda a mantenir el temps d’obtenció de les plantes. El sistema pot proporcionar avís d’incendis o d’altres esdeveniments combustibles així com d’altres esdeveniments, com ara fuites de gasos tòxics, i ajudar a rectificar les situacions. Tot i que les plataformes SIS no es connecten a les xarxes de dades per problemes de seguretat, encara tenen un paper en IIoT proporcionant dades a operadors de plantes i refineries per ajudar-los a prendre decisions crítiques.

"Per exemple, els operadors poden rebre alertes a través del tauler de comandament en el seu telèfon intel·ligent, dient-los que la planta o un actiu especial de la planta està en risc. A continuació, poden prendre les mesures necessàries per evitar un incident", va dir Lyden. "Els estem ajudant a comprendre el seu llindar de seguretat, fins a on poden conduir el procés i els seus actius abans que la planta arribi a un estat no segur".

Redundància, autonomia i falla ràpida

Segons Lyden, per tal de protegir-se del tipus de desastre que es va produir a la refineria de petroli BP esmentada anteriorment, els operadors haurien de mantenir el control automàtic de la fallida i el control automatitzat, així com considerar la implementació de la redundància en màquines virtuals (VM). Per aconseguir-ho, Schneider Electric desplega la plataforma d’infraestructura de núvol local de Wind River Titanium Control. "Tenir una redundància a les VM és molt important, i tenir aquest reallotjament ràpid significa que no perdran mai la vista de la planta durant el temps suficient per donar-los ansietat", va dir Lyden.

Un sistema de control de distribució d’una empresa com Schneider Electric aporta funcions autònomes a les plantes químiques i centrals elèctriques. Els controladors lògics programables de Schneider Electric amb el sistema operatiu en temps real (SO) de Wind River permeten que les centrals elèctriques controlin les seves operacions de manera autònoma. Les funcions autònomes d’un sistema de control de distribució ajuden a les centrals elèctriques i a les instal·lacions de petroli a controlar la pressió, la temperatura i el flux d’energia. Lyden es refereix a això com a "control del batec del cor". De fet, Schneider Electric i Wind River treballen en un controlador de processos d’última generació. Aquest tipus de tecnologia de control gestiona el error en les plantes, quan els equips d'espera prenen el control a causa d'un fracàs en la infraestructura primària.

Seguretat i seguretat de les infraestructures crítiques

Wind River ajuda a clients com Schneider Electric a integrar les diverses aplicacions de maquinari i control de plantes industrials en una sola plataforma. Les plantes també poden aprofitar la virtualització i els contenidors per mantenir una disponibilitat òptima. La companyia està especialitzada en sistemes operatius en temps real, així com en les tecnologies de virtualització necessàries per conduir la intel·ligència fins a la vora.

Component d'una infraestructura IIoT, els sistemes operatius en temps real se centren normalment en aplicacions de seguretat i de seguretat. Reaccionen al seu entorn a una escala de dos segones i són ideals per a dispositius i aplicacions que no poden fallar. "Els sistemes operatius en temps real poden assegurar-se que el càlcul, la memòria i la memòria cau sempre es distribueixen de manera prioritària", va dir Jim Douglas, president i director general de Wind River.

El funcionament de sistemes operatius en temps real en paral·lel amb Linux permet a les empreses aplicar l'aprenentatge automàtic (ML) a la vora on les plantes tenen una "criticitat de gran seguretat", va dir Douglas. Tot i que els sistemes operatius en temps real i Linux es poden operar per separat, quan s'utilitza junts, Linux pot executar les parts no importants per a la seguretat d'un dispositiu o aplicació mentre que el sistema operatiu en temps real gestiona les funcions de missió crítica. Linux és útil amb sistemes incrustats a causa dels seus requisits de sistema més baixos i de més altes prestacions, segons Douglas. A causa d’aquestes capacitats d’alt rendiment, ara podeu trobar diversos sabors del Linux que s’utilitzen als sòls de fàbrica, en controls programables, en avions i en sistemes de control de vol.

Hi ha més càlculs a la vora per evitar aquest retard. "No pots tenir aquesta latència", va dir Douglas. "Si passa alguna cosa, tindreu una catàstrofe."

Automatitzats i no tripulats

Aquestes tecnologies estan evolucionant prou ràpidament que Lyden preveu que algunes plantes de gas aviat podran quedar sense equip per protegir-se contra les catàstrofes. "Avui la tecnologia no és tal que la gent tingui confiança. Tot i això, comencem a veure fora del mar", va dir Lyden. "Així que veuràs totes les operacions d'un grup de plataformes petrolieres fora del mar que es fan des d'una plataforma mare central amb plataformes filles no tripulades".

Lyden també va assenyalar que ara es gestionen de forma remota algunes petites plantes de gas. "Crec que estem conduint, cap a aquesta noció d'autonomia, amb la qual cosa el sistema de control té tot allò que permetria controlar, però encara permet la seguretat sense humans", va dir Lyden.

"Aquesta noció de dispositius intel·ligents, autònoms i d’avantguarda que s’autodiagnostiquen", va continuar, "que no només fan control, sinó que també poden començar a fer coses com gestionar la condició dels actius físics de la planta. Aquest tipus de capacitats són necessaris per arribar a aquesta visió de plantes no tripulades ".

A més, la informàtica de punta i el IIoT crearan oportunitats perquè conviuen humans i màquines autònomes. De fet, la intel·ligència artificial (AI) al límit estarà al cor de l’IIoT, segons Douglas. La primera onada de IIoT va implicar connectar màquines de punta a xarxes empresarials. Després van venir les analítiques i la visualització de dades. "Podríem començar a fer analítiques mitjançant programes d'escriptura de programes com paquets de visualització per facilitar la detecció d'anomalies", va dir Douglas.

"La següent onada és que tindreu màquines que siguin totalment autònomes o parcialment autònomes on realment puguin començar a fer tasques més sofisticades per si soles, i podeu fer que la gent estigui més centrada en tasques de nivell superior i que deixi que la els robots fan les tasques de nivell inferior ", va continuar Douglas. "Aquesta és la gran transformació. És allà on entra la IA, quan quan teniu prou potència de càlcul al límit, podeu començar a fer aquesta maquinària molt més intel·ligent. I cal que es facin càrrec d'aquest tipus de tasques que requereixen molta interacció humana."

Analítica i salut dels equips

Actualment, les plantes de fabricació i refineria disposen d’una gran varietat d’equips que ajuden a controlar el procés de fabricació, inclosos compressors, manòmetres, bombes i vàlvules. Els sensors permeten que aquests components siguin intel·ligents i comparteixin informació sobre el seu rendiment operatiu. Segons Lyden, en el futur, les plantes químiques tindran bombes que generin analítiques que indiquin al personal quan les bombes estan escurçant els arrencadors o utilitzen massa corrent.

"Es pot esperar que les bombes estiguin equipades d'una manera que us indiqui si consumeix energia o si la bomba és cada cop menys eficient", va dir Lyden. "I totes aquestes coses es farien des d'un dispositiu de vora comú que controla el funcionament de la bomba i en diagnostica la bomba".

A mesura que les organitzacions retiren les persones de les centrals elèctriques i els preus dels sensors i els dispositius de mesura baixen, caldrà que hi hagi més gestió de les plantes mitjançant IIoT per evitar el fracàs de les plantes no tripulades.

• Quan el núvol està obert, és la vora de la computació, AI per al rescat quan el núvol està bloquejat, és la vora informàtica, AI per al rescat.
• Com IoT apropa milers de milions de dispositius a la vora, com IoT apropa milers de milions de dispositius a la vora
• 7 coses que han de saber sobre les informàtiques de vora

"Crec que les coses que ho permetran són IoT, perquè considerem que la gestió de la salut dels equips és molt més gran que la que veiem avui", va dir Lyden. "El següent pas, a mesura que el IIoT madura, és impartir la capacitat de control real en aquests actius. De què parlem és que cadascun d'aquests actius es converteixi en un sistema cibersàctic capaç de controlar-se de manera autònoma". A més, endavant, les plantes químiques connectaran els seus bufadors, intercanvis de calor, motors i bombes, segons Lyden.

Al costat dels desenvolupaments físics de IIoT, els analítics es desenvoluparan i jugaran un paper més important en la gestió del rendiment de les bombes. La combinació de connectivitat augmentada, potència informàtica i analítica ajudarà les plantes i les refineries a gestionar la salut dels equips de procés, millorar la presa de decisions i augmentar la fiabilitat de la infraestructura crítica.

L'esmentat incident a la refineria de petroli de BP, així com un incident de refineria Exxon Mobile el 18 de febrer de 2015, a Califòrnia, en què un alliberament d'hidrocarburs va provocar una explosió, mostren la necessitat de la tecnologia IIoT. La intel·ligència que aporta pot ajudar a prevenir aquest tipus de desastres.