Comment nous avons développé un appareil Internet des objets résistant au gel

Salut Je m'appelle Vasily Ezhov, je suis le propriétaire du produit Internet industriel des objets à SIBUR.

Les tendances de développement de la gestion moderne sont telles que tout doit être en ligne. Il est particulièrement important de comprendre avec précision l'emplacement des objets en mouvement et des employés dans les industries dangereuses. Les décisions opérationnelles dans les situations d'urgence en dépendent, ce qui minimisera les conséquences et sauvera la vie et la santé des employés.

Il y a plus d'un an, au SIBUR, nous nous sommes demandé comment cela pourrait être mis en œuvre. La première pensée est d'utiliser des signaux satellites GPS ou GLONASS. Mais ils "vont" loin de toutes les pièces de nos entreprises: par exemple, il y a des bâtiments aux murs épais en béton armé. Cette solution ne nous convient évidemment pas. Ensuite, une autre option consiste à utiliser des balises, qui remplacent essentiellement le signal satellite et permettent à l'appareil de déterminer son emplacement dans des ateliers fermés.



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Il semblerait qu'il existe de nombreux phares similaires sur le marché, vous pouvez en mettre, il suffit de choisir. Mais dans notre production n'est pas si simple. Tous les équipements, y compris les balises, doivent répondre à un certain nombre d'exigences.

Tout d'abord, les balises doivent être antidéflagrantes. Cela signifie que l'équipement ne doit pas provoquer d'explosion. Nous avons une production pétrochimique, et en cas de fuite de gaz lors de réparations ou d'autres travaux, un nuage d'hydrocarbures peut se former - un mélange air-gaz qui pourrait exploser à la moindre étincelle. De tels cas au début du XXe siècle ont été enregistrés pour la première fois dans des mines. Ensuite, les normes d'équipement électrique antidéflagrant ont été formées. Désormais, tous les appareils qui sont utilisés dans des zones où l'émission de gaz inflammables ou explosifs est possible doivent être certifiés pour les exigences de protection contre les explosions.

Nous avons analysé le marché de l'équipement dont nous avions besoin et découvert qu'il n'y a qu'une seule balise antidéflagrante avec Bluetooth dans le monde. Mais il ne dépasse pas la plage de température pour les conditions russes. Autrement dit, il n'est certifié que jusqu'à -20 ° C, et selon nos exigences, il indique −56 ° C. Cette barre est fixée en fonction du minimum climatique enregistré à un point géographique donné, et c'était −56 ° qui se trouvait sur le thermomètre à l'un des endroits où se situe notre production. Et les phares dont nous avions besoin avec de tels paramètres dans le monde à cette époque n'existaient pas.

De plus, toutes les balises du marché ont des batteries de petite capacité. Nous ne voulons pas faire fonctionner et changer les piles de milliers de balises une fois par an ou deux. Notre exigence: au moins 5 ans sur une seule batterie.


Faites-le vous-même


Puis nous avons décidé: puisqu'il n'y a pas de balise, nous allons le faire.

L'étape clé a été la préparation de la tâche technique, qui a été développée par les spécialistes de l'équipe IIoT de SIBUR et a en fait déterminé le concept du dispositif.
Nous avons organisé un concours pour déterminer l'entrepreneur et, sur la base de ses résultats, nous avons commencé à travailler avec le bureau de représentation Tomsk de KODE.

Le premier échantillon est apparu près d'un an après le moment où nous avons décidé que nous avions besoin de notre propre phare. Tout est allé assez vite, pas de problème. Les difficultés résidaient précisément dans la protection contre les explosions: les développeurs n'avaient pas rencontré auparavant de telles exigences. Mais nous avons franchi cette étape en consultation avec les autorités de certification compétentes: nous avons appris toutes les exigences qui doivent être remplies, et nous les avons respectées dans les circuits et la conception de l'appareil.

La certification de protection contre les explosions conformément aux exigences de GOST 31610.0-2012 (CEI 60079-0: 2004) a été effectuée dans l'un des centres accrédités. Selon les résultats de la certification, la balise radio iBeacon a reçu une marque de protection contre les explosions 1Ex ia IIC T4 et un degré de protection contre les influences extérieures selon GOST 14254-2015 de niveau IP66. Selon les résultats des tests de température, le phare est certifié pour un fonctionnement dans la plage de -56 ° à + 55 ° .

Maintenant, tout fonctionne comme ceci: un signal au format iBeacon de la balise, qui vous permet de déterminer la zone où se trouve l'employé, est envoyé à l'une des applications de SIBUR sur le smartphone de l'employé contrôlant. De plus, l'application du smartphone envoie les coordonnées de la balise au serveur et ainsi le logiciel comprend où se trouve l'objet. Voilà ce dont nous avions besoin.

Un appareil qui transmet des données à une balise peut être non seulement un smartphone. Il peut s'agir d'une salopette, d'un casque, d'un bracelet avec un module intégré prenant en charge Bluetooth LE. Ces appareils portables peuvent également fonctionner avec le GPS pour un positionnement en extérieur.
Et pour configurer les paramètres de la balise, une application mobile fonctionnant sur Android a été développée avec KODE.




Leçons apprises


Il est nécessaire d'effectuer des tests climatiques de l'électronique développée, qui sont prévus pour une utilisation dans des conditions extérieures. Cela devrait faire partie des tests d'acceptation, sans lesquels dans notre industrie - l'industrie dans des conditions difficiles - nulle part. On n'espère jamais au hasard, on teste toujours tout en laboratoire et en conditions réelles, puis on va à l'usine avec des projets pilotes.

Pour confirmer le fonctionnement de l'appareil, nous avons effectué des tests climatiques dans une chambre de chaleur. Le phare a résisté au régime. Sur ce développement a été achevé.

Les exigences de certification ne doivent pas être négligées. Ce ne sont pas des dogmes dépassés, mais des documents assez mis à jour. La certification prescrit de manière très rigide les conditions d'utilisation d'un appareil. Par exemple, si le fabricant estime qu'il est possible de fabriquer un appareil qui devrait être utilisé sur des installations extérieures avec une température dans le certificat d'explosion jusqu'à -40 ° C, il ne le vendra à personne, car il est extrêmement petit. En Russie, sur presque tout le territoire, la température de protection contre les explosions devrait être inférieure à 40 degrés. C'est pourquoi nous ne pouvons pas utiliser de nombreux appareils européens à la maison - leurs certificats ne dépassent pas 40.

Nous allons maintenant regarder comment les appareils se comportent en conditions réelles. Pour ce faire, un lot pilote a été réalisé, nous l'installerons dans l'une de nos entreprises aux conditions climatiques sévères, où la température est souvent inférieure à -40 ° C, et nous surveillerons le fonctionnement des phares lors de gelées prolongées tout au long de l'hiver. Lorsque nous nous assurerons que tout fonctionne bien dans des conditions réelles, nous commencerons à produire de gros lots.

Qu'avons-nous obtenu en conséquence? Propre solution technologique adaptée à toutes les entreprises SIBUR. Le phare fait désormais partie de notre infrastructure sans fil de l'Internet industriel des objets, qui se développe dans l'exploitation. Nous utilisons la technologie de l'Internet des objets pour automatiser divers processus non critiques en production, automatiser la collecte de données et augmenter le niveau de sécurité en production.

Quant aux batteries, nous utilisons des batteries au lithium-chlorure de thionyle, avec lesquelles la balise peut durer jusqu'à 10 ans sans remplacer les batteries. Pas mal, non?

Il s'agit du premier appareil SIBUR auto-développé à recevoir un certificat de protection contre les explosions. Nous espérons que ce phare ouvrira une ligne d'équipements IIoT pour la production industrielle.

La plate-forme Internet des objets de SIBUR se développe activement et nous avons maintenant besoin de développeurs frontaux pour implémenter de nouvelles fonctionnalités dans l'interface. Si ce sujet est proche de vous et que vous avez quelque chose à dire, juste au cas où (et ne faisant allusion à rien) je laisserai un lien vers une offre d'emploi sur hh.ru

Source: https://habr.com/ru/post/fr471654/


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