سیستم‌های کنترل هوش مصنوعی و اتوماسیون، مقاومت انرژی جهانی را تقویت می‌کنند

چگونه اتوماسیون صنعتی و سیستم‌های پیشرفته کنترل هوش مصنوعی، تقاضای بی‌سابقه جهانی انرژی را پاسخ خواهند داد

همگرایی هوش مصنوعی صنعتی و افزایش سرسام‌آور تقاضای انرژی

نیازهای جهانی به برق در دهه‌های آینده قرار است دو برابر شود. مراکز داده به سرعت در حال گسترش و فناوری‌های هوش مصنوعی مولد، این تقاضای عظیم برق را تسریع می‌کنند. بنابراین، تأسیسات صنعتی باید نحوه مدیریت شبکه‌های توزیع برق خود را بازنگری کنند. زیرساخت‌های سنتی به تنهایی نمی‌توانند این افزایش ناگهانی و بی‌وقفه را مدیریت کنند. در نتیجه، اپراتورها باید راهکارهای پیشرفته اتوماسیون کارخانه را برای به حداکثر رساندن کارایی کلی ادغام کنند.

حل کمبود نیروی کار حیاتی زیرساخت‌ها از طریق اتوماسیون کارخانه

ایالات متحده در حال حاضر پیشرو در صادرات گاز طبیعی مایع است. با این حال، کمبود شدید جوشکاران، لوله‌کش‌ها و اپراتورهای میدانی ماهر، توسعه آینده را تهدید می‌کند. مهندسان اتوماسیون می‌توانند این محدودیت نیروی انسانی را مستقیماً کاهش دهند. به عنوان مثال، سیستم‌های کنترل هوشمند به تکنسین‌های کم‌تجربه در سایت‌های پیچیده کمک می‌کنند. بر اساس تحقیقات اخیر MIT، ادغام هوش مصنوعی می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ سالانه ۸۰ میلیارد دلار در تولید صرفه‌جویی کند.

سیستم‌های کنترل غیرمتمرکز، تولید را پشت کنتور منتقل می‌کنند

کمپ‌های عظیم مراکز داده اکنون به اندازه شهرهای متوسط انرژی مصرف می‌کنند. متأسفانه، ساخت خطوط مرکزی جدید برق زمان‌بر است. بنابراین، مصرف‌کنندگان صنعتی به طور فزاینده‌ای راهکارهای برق پشت کنتور و در محل را به کار می‌گیرند. شبکه‌های PLC محلی این سلول‌های سوختی و میکروگریدهای سریع‌النصب را به طور مستقل مدیریت می‌کنند. این استراتژی غیرمتمرکز فشار را از شبکه عمومی برمی‌دارد و زمان راه‌اندازی تأسیسات را به طور قابل توجهی تسریع می‌کند.

افزایش کارایی زیرساخت با معماری‌های هوشمند DCS

ساخت نیروگاه‌های جدید تنها بخشی از راه‌حل است. اپراتورها باید عملکرد بالاتری از دارایی‌های سرمایه‌ای موجود استخراج کنند. به عنوان مثال، پلتفرم‌های محاسبات لبه ذخایر عظیم باتری را در رویدادهای آب و هوایی شدید بهینه می‌کنند. شبکه‌های پیشرفته DCS بارهای شبکه را به صورت پویا تحلیل می‌کنند تا عرضه و تقاضا را متعادل سازند. این بهینه‌سازی خودکار می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را در دهه‌های آینده به میلیاردها دلار کاهش دهد.

تأمین امنیت سطح حمله صنعتی متصل

برق‌رسانی به طور طبیعی گستره فیزیکی و دیجیتال شبکه‌های کنترل مدرن را گسترش می‌دهد. در نتیجه، بازیگران مخرب با سرعت فزاینده‌ای سخت‌افزار زیرساخت‌های حیاتی را هدف قرار می‌دهند. متخصصان اتوماسیون صنعتی باید امنیت سایبری را در کنار بهینه‌سازی فرآیندهای پایه در اولویت قرار دهند. تأسیسات مدرن به پروتکل‌های دفاع چندلایه قوی نیاز دارند که در هر کنترلر تعبیه شده باشد. بنابراین، استانداردهای امنیتی باید همزمان با استقرار اتوماسیون متصل به ابر تکامل یابند.

تنوع‌بخشی به ترکیب انرژی با خوراک‌های جایگزین

مقاومت عملیاتی واقعی نیازمند معماری تأمین بسیار متنوع است. بخش‌های حمل‌ونقل سنگین و هواپیمایی به سوخت‌های جایگزین با چگالی انرژی بالا نیاز دارند. خوشبختانه، کارخانه‌های فرآیندی پیشرفته می‌توانند خوراک‌های کشاورزی محلی را به سوخت پایدار هواپیمایی به طور کارآمد تصفیه کنند. سیستم‌های کنترل مدرن مراحل پیچیده ترکیب شیمیایی مورد نیاز برای خوراک‌های جایگزین را خودکار می‌کنند. این ادغام کشاورزی به طور همزمان مشاغل تولیدی ماهرانه‌ای را در اقتصادهای منطقه‌ای ایجاد می‌کند.

دیدگاه نویسنده درباره ادغام IT و OT صنعتی

خط مرزی سنتی بین فناوری اطلاعات و فناوری عملیاتی کاملاً در حال محو شدن است. از نظر ما، هوش مصنوعی به عنوان کاتالیزور حیاتی برای سیستم‌های کنترل سنتی عمل می‌کند. کارخانه‌های قدیمی اغلب از انبارهای داده جدا افتاده رنج می‌برند که عملکرد را محدود می‌کنند. با اعمال الگوریتم‌های پیش‌بینی بر چارچوب‌های موجود PLC و DCS، تأسیسات ظرفیت پنهان را کشف می‌کنند. این تحول تیم‌های نگهداری را از عیب‌یابی واکنشی به مدیریت دارایی پیشگیرانه منتقل می‌کند.

نمونه کاربرد: کاهش بار در زمان واقعی در میکروگرید یک مرکز داده

یک مرکز داده فوق‌العاده بزرگ، یک میکروگرید هیبرید پیچیده را اداره می‌کند. این سیستم ترکیبی از برق شبکه، سلول‌های سوختی در محل و واحدهای بزرگ ذخیره انرژی باتری است.

افت ولتاژ غیرمنتظره‌ای در شبکه اصلی منطقه‌ای رخ می‌دهد. بلافاصله، یک DCS متمرکز این ناهنجاری را از طریق حسگرهای لبه با سرعت بالا تشخیص می‌دهد. سیستم کنترل در عرض میلی‌ثانیه پروتکل کاهش بار خودکار را اجرا می‌کند. سپس، سیستم به PLCهای محلی فرمان می‌دهد تا سلول‌های سوختی در محل را فوراً افزایش دهند. باتری‌ها به طور روان شکاف موقت انرژی را پر می‌کنند بدون اینکه حتی یک سرور داده قطع شود. این اجرای بی‌وقفه نشان می‌دهد چگونه معماری‌های کنترل خودکار از دارایی‌های حیاتی در هنگام ناپایداری شبکه محافظت می‌کنند.