Rūpniecības modernizācijas slēptā realitāte: fiziskā infrastruktūra pirms MI
Kā rūpnieciskās automatizācijas inženieris es bieži redzu, ka ražotņu vadītāji vēlas ieviest jaunākās robotikas tehnoloģijas, progresīvas redzes sistēmas un perifērijas MI skaitļošanas moduļus. Tomēr ātri atklājas skarba operacionālā realitāte: Industry 4.0 programmatūru nevar ieviest uz Industry 2.0 elektrotīkla. Progresīvām automatizācijas platformām un augsta blīvuma rūpnieciskā tīkla aparatūrai ir nepieciešama īpaši tīra, nepārtraukta elektroapgāde un savienojamība ar mazu aizkavi.
Lark Electric stratēģiskā partnerība ar American Gridwork Partners izceļ būtisku pārmaiņu nozarē, kas bieži tiek ignorēta. Pārtikas pārstrādes rūpnīcas vai automobiļu montāžas līnijas modernizācija reti aprobežojas tikai ar jaunas robotizētas rokas uzstādīšanu; tā prasa pilnībā pārveidot pamatā esošo fizisko infrastruktūru — modernizēt galvenās sadalnes, palielināt transformatoru jaudu un ieviest strukturētus rūpnieciskās optiskās šķiedras maģistrālos tīklus, kas spēj apstrādāt milzīgu telemetrijas datu plūsmu.
Atstarpes starp tranšeju un paneli pārvarēšana: koordinēts infrastruktūras modelis
Viena no pastāvīgajām problēmām liela mēroga rūpnieciskās pārbūves projektos ir piegādātāju sadrumstalotība. Vēsturiski rūpnīcas elektroapgādes vai automatizācijas jaudas paplašināšana nozīmēja darbu koordinēšanu ar atsevišķiem darbuzņēmējiem, kas veica teritorijas civilos darbus, pazemes komunikāciju izbūvi, primāro elektroenerģijas sadali un zemsprieguma vadības kabeļu instalāciju. Šāda vairāku piegādātāju darbu nodošana bieži rada koordinācijas sastrēgumus, projekta aizkavēšanos un neskaidras atbildības robežas, ja rodas signāla trokšņi vai zemējuma problēmas.
Lark Electric elektrotehniskās zināšanas apvienojumā ar PMT Site civilās būvniecības un pazemes komunikāciju kompetenci rada vienotu platformu. Nodrošinot visu — no teritorijas sagatavošanas un pazemes kabeļkanālu izbūves līdz iekšējai elektroenerģijas sadalei un vadības paneļu vadošanai —, šis modelis novērš būtisku operacionālo problēmu. Sarežģītā rūpnieciskā vidē viena uzņēmuma atbildība gan par ārējo komunālo tīklu pieslēgumu, gan iekšējo paneļu vadošanu nodrošina augstāku uzstādīšanas kvalitāti un paātrina kopējo nodošanas ekspluatācijā grafiku.
Praktiskais ceļš uz fizisko MI un rūpnīcu automatizāciju
Īpašas Rūpnieciskās automatizācijas un fiziskā MI nodaļas izveide iezīmē pragmatisku un ļoti reālistisku pieeju viedajai ražošanai. “Fiziskais MI” — autonomu sistēmu, mašīnmācīšanās un datorredzes izmantošana tieši ražošanas vidē — lielā mērā balstās uz deterministiskiem reāllaika saziņas protokoliem (piemēram, PROFINET, EtherNet/IP vai EtherCAT) un izturīgiem sensoru tīkliem.
Pirms rūpnīca var ieviest prognozējošās apkopes algoritmus vai kvalitātes pārbaudes ar mašīnredzi, tai jāatrisina OT infrastruktūras pamatjautājumi:
- Tīra elektroapgāde un harmoniku slāpēšana: Jutīgiem kontrolleriem un piedziņas sistēmām nepieciešama stabila elektroapgāde bez sprieguma kritumiem un harmoniskajiem kropļojumiem, ko rada lielas rūpnieciskās slodzes.
- Rūpnieciskie tīkli un optiskā šķiedra: Ātrdarbīgi, pret traucējumiem imūni sakaru maģistrālie tīkli ir būtiski, lai reāllaikā pārraidītu lauka kopņu datus bez elektromagnētiskiem traucējumiem (EMI).
- Sensoru un vadības sistēmu integrācija: Fiziskais MI balstās uz precīziem lauka datiem, tādēļ lauka līmeņa sensoriem, I/O moduļiem un programmējamiem loģiskajiem kontrolleriem (PLC) jābūt nevainojami savienotiem un integrētiem.
Lark pieeja — sākot ar jau esošo pieredzi rūpnieciskajā apkopē ekspluatācijā esošās rūpnīcās — nodrošina pareizo pamatu. Brownfield tipa ražotnes pārbūvei nepieciešamas padziļinātas zināšanas par mantoto operacionālo tehnoloģiju; pirms modernās automatizācijas un sensoru risinājumu sekmīgas ieviešanas virs tās ir jāizprot, kā darbojas esošās iekārtas.
Tīkla jaudas un enerģētiskās noturības nodrošināšana objektā
Pieaugošais elektroenerģijas pieprasījums, ko veicina ražotņu paplašināšana, rūpniecības elektrifikācija un reģionāli elektroapgādes ierobežojumi, liek komerciālām un rūpnieciskām iekārtām pārskatīt savu enerģētikas arhitektūru. Paļaušanās tikai uz tradicionālajiem komunālo tīklu pieslēgumiem arvien vairāk kļūst par operacionālu risku.
Spēju paplašināšana aizskaitītāja enerģētikas infrastruktūras jomā — piemēram, ar objektā uzstādītām akumulatoru enerģijas uzkrāšanas sistēmām (BESS), mikrotīkliem, avārijas rezerves ģeneratoriem un elektrotransportlīdzekļu autoparka uzlādi — ir būtisks stratēģisks solis. Sadalītie energoresursi rūpniecības uzņēmumiem nodrošina elektroenerģijas kvalitātes kontroli un maksimālās slodzes izlīdzināšanas iespējas, kas nepieciešamas automatizēto iekārtu nepārtrauktai darbībai bez bažām par tīkla svārstībām vai dārgiem komunālo pakalpojumu pieprasījuma maksājumiem.
Kvalificēta OT darbaspēka attīstības kritiskā nozīme
Automatizācijas nozarē aparatūra un programmatūra ir tikai puse no kopējā risinājuma; īstenošana galu galā balstās uz kvalificētiem lauka tehniķiem. Kvalificētu elektriķu trūkums — tādu, kuri izprot gan augstsprieguma rūpnieciskās elektroenerģijas sadali, gan zemsprieguma vadības sistēmas, rūpnieciskās lauka kopnes un PLC aparatūru — šodien ir viens no lielākajiem Ziemeļamerikas ražošanas nozares šķēršļiem.
Tādas iniciatīvas kā Employee Stakeholder Program piedāvā pārliecinošu stratēģiju kvalificētu lauka speciālistu piesaistei un attīstībai. Lai pārvarētu plaisu starp tradicionālo elektroinstalāciju izbūvi un moderno OT automatizāciju, nepieciešams stabils, augsti apmācīts darbaspēks, kas izprot stingros drošības un ekspluatācijas standartus, kuri jāievēro aktīvi darbojošās rūpniecības iekārtās.
