Wie wir ein frostbeständiges Internet-of-Things-Gerät entwickelt haben

Hallo! Mein Name ist Vasily Ezhov, ich bin der Inhaber des Produkts Industrial Internet of Things in SIBUR.

Die Entwicklungstrends des modernen Managements sind so, dass alles online sein sollte. Es ist besonders wichtig, den Standort von sich bewegenden Objekten und Mitarbeitern in gefährlichen Industrien genau zu verstehen. Betriebsentscheidungen in Notsituationen hängen davon ab, was die Folgen minimiert und das Leben und die Gesundheit der Mitarbeiter rettet.

Vor mehr als einem Jahr haben wir uns bei SIBUR gefragt, wie dies umgesetzt werden kann. Der erste Gedanke ist, Satellitensignale GPS oder GLONASS zu verwenden. Aber sie "gehen" nicht weit in jeden Raum unseres Unternehmens: Zum Beispiel gibt es Gebäude mit dicken Stahlbetonwänden. Diese Lösung passt offensichtlich nicht zu uns. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Beacons, die im Wesentlichen das Satellitensignal ersetzen und es dem Gerät ermöglichen, seinen Standort in geschlossenen Werkstätten zu bestimmen.

Suche nach einer Lösung

Es scheint, dass es viele ähnliche Leuchttürme auf dem Markt gibt, Sie können jeden setzen, wählen Sie einfach. Aber in unserer Produktion ist das nicht so einfach. Alle Geräte, einschließlich Beacons, müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen.

Beacons müssen zunächst explosionsgeschützt sein. Dies bedeutet, dass Geräte keine Explosion verursachen dürfen. Wir haben eine petrochemische Produktion, und im Falle eines Gaslecks während der Reparatur oder anderer Arbeiten kann sich eine Wolke von Kohlenwasserstoffen bilden - ein Luft-Gas-Gemisch, das beim geringsten Funken explodieren kann. Solche Fälle wurden zu Beginn des 20. Jahrhunderts erstmals in Minen registriert. Dann wurden die Standards für explosionsgeschützte elektrische Geräte gebildet. Jetzt müssen alle Geräte, die in Bereichen eingesetzt werden, in denen die Emission brennbarer oder explosiver Gase möglich ist, für Explosionsschutzanforderungen zertifiziert sein.

Wir haben den Markt für die benötigten Geräte analysiert und festgestellt, dass es weltweit nur ein explosionsgeschütztes Leuchtfeuer mit Bluetooth gibt. Aber es geht nicht über den Temperaturbereich für russische Bedingungen. Das heißt, es ist nur bis zu –20 ° C zertifiziert und in unseren Anforderungen heißt es –56 ° C. Dieser Balken wird in Abhängigkeit von dem an einem bestimmten geografischen Punkt aufgezeichneten klimatischen Minimum festgelegt. An einem der Standorte, an denen sich unsere Produktion befindet, befanden sich auf dem Thermometer –56 ° . Und die Leuchttürme, die wir damals mit solchen Parametern in der Welt brauchten, existierten nicht.

Darüber hinaus verfügen alle auf dem Markt erhältlichen Beacons über Batterien mit geringer Kapazität. Wir sind nicht daran interessiert, einmal oder zweimal im Jahr Tausende von Beacons zu betreiben und die Batterien zu wechseln. Unsere Anforderung: mindestens 5 Jahre mit einer einzigen Batterie.

Mach es selbst

Dann haben wir uns entschieden: Da es kein Leuchtfeuer gibt, werden wir es tun.

Die Schlüsselphase war die Vorbereitung der technischen Aufgabe, die von den Spezialisten des IIoT-Teams von SIBUR entwickelt wurde und tatsächlich das Konzept des Geräts bestimmte.
Wir veranstalteten einen Wettbewerb zur Ermittlung des Auftragnehmers und begannen auf der Grundlage seiner Ergebnisse mit der Tomsker Repräsentanz von KODE zusammenzuarbeiten.

Die erste Probe erschien fast ein Jahr nach dem Moment, als wir beschlossen, dass wir unseren eigenen Leuchtturm brauchen. Alles ging ziemlich schnell, kein Problem. Die Schwierigkeiten bestanden gerade darin, den Explosionsschutz zu gewährleisten: Die Entwickler hatten solche Anforderungen bisher nicht erfüllt. Wir haben diese Phase jedoch in Absprache mit den zuständigen Zertifizierungsstellen überwunden: Wir haben alle Anforderungen kennengelernt, die erfüllt werden müssen, und sie in der Schaltung und im Design des Geräts erfüllt.

In einem der akkreditierten Zentren wurde eine Explosionsschutzzertifizierung gemäß den Anforderungen von GOST 31610.0-2012 (IEC 60079-0: 2004) durchgeführt. Nach den Ergebnissen der Zertifizierung erhielt das Funkfeuer iBeacon eine Explosionsschutzmarke 1Ex ia IIC T4 und einen Schutzgrad gegen äußere Einflüsse gemäß GOST 14254-2015 der IP66-Stufe. Nach den Ergebnissen von Temperaturtests ist der Leuchtturm für den Betrieb im Bereich von -56 ° C bis + 55 ° C zertifiziert.

Jetzt funktioniert alles so: Ein Signal im iBeacon-Format vom Beacon, mit dem Sie den Bereich bestimmen können, in dem sich der Mitarbeiter befindet, wird an eine der SIBUR-Anwendungen auf dem Smartphone des steuernden Mitarbeiters gesendet. Ferner sendet die Anwendung vom Smartphone die Koordinaten des Beacons an den Server und somit versteht die Software, wo sich das Objekt befindet. Das haben wir gebraucht.

Ein Gerät, das Daten an ein Beacon überträgt, ist möglicherweise nicht nur ein Smartphone. Es kann sich um Overalls, einen Helm oder ein Armband mit einem eingebauten Modul handeln, das Bluetooth LE unterstützt. Diese tragbaren Geräte können auch mit GPS für die Positionierung im Freien verwendet werden.
Zur Konfiguration der Beacon-Parameter wurde zusammen mit KODE eine mobile Anwendung für Android entwickelt.

Lektionen gelernt

Es ist notwendig, Klimatests der entwickelten Elektronik durchzuführen, die für den Einsatz unter Außenbedingungen geplant sind. Dies sollte Teil der Abnahmetests sein, ohne die in unserer Branche - Industrie unter rauen Bedingungen - nirgendwo. Wir hoffen nie zufällig, wir testen immer alles in Labors und unter realen Bedingungen, dann gehen wir mit Pilotprojekten in die Anlage.

Um die Funktionsfähigkeit des Geräts zu bestätigen, haben wir Klimatests in einer Wärmekammer durchgeführt. Der Leuchtturm hat dem Regime standgehalten. Auf diese Entwicklung wurde abgeschlossen.

Die Anforderungen an die Zertifizierung dürfen nicht vernachlässigt werden. Dies sind keine veralteten Dogmen, sondern recht aktualisierte Dokumente. Die Zertifizierung schreibt die Bedingungen für die Verwendung eines Geräts sehr streng vor. Wenn der Hersteller beispielsweise der Ansicht ist, dass es möglich ist, ein Gerät herzustellen, das für Installationen im Freien mit einer Temperatur im Explosionszertifikat von bis zu –40 ° C verwendet werden sollte, wird er es an niemanden verkaufen, da dies kritisch klein ist. In Russland sollte die Explosionsschutztemperatur in fast dem gesamten Gebiet unter 40 Grad liegen. Deshalb können wir nicht viele europäische Geräte zu Hause verwenden - ihre Zertifikate sind nur bis zu minus 40.

Jetzt werden wir beobachten, wie sich die Geräte unter realen Bedingungen verhalten. Zu diesem Zweck wurde eine Pilotcharge hergestellt. Wir werden sie in einem unserer Unternehmen mit schwierigen klimatischen Bedingungen installieren, wo die Temperatur häufig unter -40 ° C liegt, und wir werden beobachten, wie die Leuchttürme bei längerem Frost den ganzen Winter über funktionieren. Wenn wir sicherstellen, dass unter realen Bedingungen alles gut funktioniert, werden wir große Chargen produzieren.

Was haben wir als Ergebnis bekommen? Eigene technologische Lösung für alle SIBUR-Unternehmen. Der Leuchtturm ist Teil unserer drahtlosen Infrastruktur des industriellen Internet der Dinge geworden, das sich in der Holding entwickelt. Wir nutzen die Technologie des Internet der Dinge, um verschiedene unkritische Prozesse in der Produktion zu automatisieren, die Datenerfassung zu automatisieren und das Sicherheitsniveau in der Produktion zu erhöhen.

Und für die Batterien verwenden wir Lithium-Thionylchlorid-Batterien, mit denen das Leuchtfeuer bis zu 10 Jahre halten kann, ohne die Batterien auszutauschen. Nicht schlecht, oder?

Dies ist das erste von SIBUR selbst entwickelte Gerät, das ein Explosionsschutzzertifikat erhält. Wir hoffen, dass dieser Leuchtturm eine Reihe von IIoT-Geräten für die industrielle Produktion eröffnet.

Die SIBUR-eigene Internet of Things-Plattform entwickelt sich aktiv weiter. Jetzt müssen Frontend-Entwickler neue Funktionen in die Benutzeroberfläche implementieren. Wenn dieses Thema in Ihrer Nähe ist und Sie etwas zu sagen haben, werde ich für den Fall (und ohne Hinweis auf irgendetwas) einen Link zu einer offenen Stelle auf hh.ru hinterlassen