Hoe externe toegang vooruitgaat in de procesindustrie

Naarmate het automatiseringsniveau in de productie toeneemt, neemt ook de behoefte aan en het voordeel toe voor toegang op afstand tot controlesystemen en gegevens. In procesindustrieën kunnen operators en technici met externe toegang apparatuur bedienen, gegevens analyseren en problemen met het systeem oplossen vanaf laptops, smartphones of tablets vanuit hun kantoor, huis of café.

Wat is toegang op afstand?

Toegang op afstand is waar gegevens- en controlesystemen elektronisch worden uitgevoerd en toegankelijk zijn via internet (of, beter nog, het privé-intranet van het bedrijf). Op deze manier hoeven ingenieurs en technici niet zoveel tijd te besteden aan het ronddwalen in een industriële faciliteit om procesgegevens of controlesystemen te verzamelen. In plaats daarvan worden gegevens bijna in realtime digitaal opgeslagen en kunnen computers procescontrolebeslissingen nemen.

Procesengineering is vooral verbeterd met toegang op afstand, omdat er vaak continue, stabiele processen zijn die routinematig moeten worden gecontroleerd. Discrete productiefaciliteiten kunnen echter ook profiteren van toegang op afstand. Maar voor de basis van dit artikel zullen we ons concentreren op procesproductie.

Figuur 1. Een kijkglas en een camera kunnen worden gebruikt als back-up om de digitale uitlezing van het vloeistofniveau in een tank te controleren. Afbeelding gebruikt met dank aan Grainger

Voor procesproductie kunnen stroomsnelheden, temperaturen, drukken en andere fysieke parameters worden bemonsterd en eenvoudig worden vergeleken met grafieken voor statistische procescontrole (SPC) om problemen op te sporen. Bij discrete fabricage is dit ook het geval, hoewel de invoer het aantal onderdelen kan omvatten via lichtstraalbreuk, gewicht of machinevisie.

Toegang op afstand omvat vaak toegang tot cameragegevens. Dit is met name handig om een ​​digitale meting te vergelijken met een analoge meting. Stel dat een debietmeter geen debiet aangeeft. Een technicus kan een strategisch geplaatste camera controleren om een ​​eenvoudige vlotter te zien die aangeeft of de stroom echt is gestopt en de juiste actie ondernemen.

Met een goed geïntegreerd systeem krijgen technici en technici alleen toegang tot systemen met de juiste training en referenties. Gegevens zijn beperkt tot degenen die ze moeten bekijken, en de controle wordt overgelaten aan degenen die zijn opgeleid.

Voordelen van toegang op afstand

Verbeterde veiligheid

Toegang op afstand bespaart werknemers tijd en moeite, maar het kan ook de veiligheid op de werkplek verbeteren.

Bij een grote raffinaderij kunnen er duizenden temperatuur-, druk- en stroommeters zijn die moeten worden gevolgd voor kwaliteits- en veiligheidsdoeleinden. Elke unit-operatie, zoals warmtewisselaars en crackers, heeft extra alarmen voor procesexcursies, waarschuwingen en onderhoudsindicatoren.

Figuur 2. Een werknemer die persoonlijke beschermingsmiddelen draagt ​​en meters controleert in een industriële faciliteit.

Voordat ze op afstand toegang kregen, deden technici hun persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) aan, pakten ze hun klembord en dwaalden ze door het doolhof van loopbruggen en ladders, terwijl ze de meetwaarden van de verschillende meters opschreven. Deze datapunten moesten worden verzameld, ongeacht het weer, wat betekent dat werknemers mogelijk ijzige ladders of in extreme hitte hebben moeten beklimmen. Elke dag was er in deze omgeving een risico op struikelen, uitglijden of vallen, en, afhankelijk van het weer, blootstelling of een hitteberoerte.

Figuur 3. Deze Sinclair-raffinaderij in Wyoming heeft duizenden sensoren, bewaakt processen en apparatuur en genereert gegevens voor toekomstige analyse. Afbeelding gebruikt met dank aan Sinclair Refinery

Bij toegang op afstand worden de gegevens automatisch verzameld en opgeslagen in databases in de cloud. Ingenieurs schrijven routines om de gegevens te analyseren en te controleren op afwijkingen. Als er een afwijking optreedt, kunnen ze technici naar een specifieke plaats sturen en handmatige metingen verzamelen of een onderhouds- of reparatietaak uitvoeren. Hierdoor lopen technici niet constant door een grote faciliteit, wat hun kans op letsel vergroot.

Beperkte besmetting

Met toegang op afstand minimaliseren fabrieksingenieurs het aantal reizen dat ze naar de faciliteit moeten maken. Dit is een groot voordeel bij contaminatiegevoelige processen, zoals farmaceutische producten en halfgeleiders, waar alle personen die de faciliteit binnenkomen een gecompliceerde procedure voor het aan- en uitkleden moeten ondergaan.

Bij farmaceutische productie moeten personen die een deel van de faciliteit betreden waar farmaceutische verbindingen worden blootgesteld, worden gekleed en getest. Niet alleen beperkt de aankleedprocedure chemische verontreinigingen, maar iedereen moet worden getest om er zeker van te zijn dat er geen biologische verontreinigingen het product bereiken. De biologische dreiging in de productiefaciliteit voor halfgeleiders is beperkt, maar de kans op verontreiniging door deeltjes is veel groter.

Figuur 4. Een lege cleanroom voor de productie van halfgeleiders.

Via externe toegang kunnen technici en technici veel processen bewaken, onderzoeken en problemen oplossen zonder de cleanroom te hoeven betreden. Gegevens worden verzameld uit cloudopslag en geanalyseerd op een laptop of naar een processorcluster gestuurd voor analyse. Vaak kunnen tests op afstand worden besteld, wat betekent dat technici de ruimte alleen mogen betreden om onderhoudstaken uit te voeren.

Gegevensbeveiliging

Een van de belangrijkste uitdagingen is het balanceren van de voordelen van toegang op afstand met de digitale beveiliging van apparaten. Op afstand toegang krijgen tot belangrijke machinebesturingen en gegevens is handig voor de ingenieur en de hacker of een industriële spion.

Voor toegang op afstand zou een industriële spion die ontwerpen wil stelen of kritieke systemen wil saboteren, de fysieke faciliteit moeten binnensluipen, de weg leren kennen en ofwel de kritieke gegevens moeten pakken of hun aanval moeten lanceren. Vaak betekende dit dat de spion moest worden ingehuurd door de faciliteit of een van zijn aannemers, wat een uitdaging op zich is.

Hackers kunnen nu veel gemakkelijker toegang krijgen tot kritieke systemen. Fysiek kunnen ze iemands laptop, tablet of smartphone stelen. Ze kunnen gewoon over de schouder van een ingenieur meekijken in een overvolle coffeeshop en wat toegang krijgen. Elektronisch zijn er veel scripts en technieken om gegevens te stelen zodra deze beschikbaar zijn in de cloud.

Medewerkers moeten worden getraind in beveiliging op afstand. Als dat niet het geval is, is het slechts een kwestie van tijd voordat de faciliteit wordt aangevallen. Een recent rapport toonde aan dat ransomware-aanvallen meer dan 80% van de cyberaanvallen uitmaakten en dat de gemiddelde uitbetaling is gestegen tot meer dan $ 220.000.

Vanwege deze dreiging moeten sommige kritieke systemen een handmatig controlesysteem hebben om een ​​aanval te onderdrukken, of mogen ze helemaal niet op afstand worden bestuurd. De Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) en het Multi-State Information Sharing and Analysis Center (MS-ISAC) hebben onlangs een gezamenlijke Ransomware-gids uitgebracht om aanvallen te helpen voorkomen.

De toekomst van toegang op afstand

Veiligheid, kwaliteit en gemak zullen de komende jaren blijven verbeteren. Naarmate kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning (ML) slimmer en capabeler worden, kunnen ze kwaliteitsexcursies op grotere afstand detecteren en technici in realtime waarschuwen.

Externe toegang wordt steeds groter en wordt aangevallen. Beveiligingssystemen zullen verbeteren, maar dat geldt ook voor hacktechnieken. Grote faciliteiten zullen personeel in dienst moeten nemen om robuustere veiligheidssystemen en beveiligingstrainingsplannen te creëren om de impact van deze aanvallen te beperken.

Procesfabrieken zijn meestal robuuste faciliteiten met honderden sensoren die gegevens verzamelen. Toegang op afstand helpt de tijd, veiligheid, besmetting en veiligheid in een procesinstallatie te beperken.