我们如何开发防冻物联网设备

你好 我叫Vasily Ezhov,我是SIBUR工业物联网产品的所有者。

现代管理的发展趋势是一切都应该在线。 准确了解危险行业中任何移动物体和员工的位置尤其重要。 紧急情况下的运营决策取决于此,它将最大程度地减少后果并挽救员工的生命和健康。

一年多以前,SIBUR的我们想知道如何实现这一目标。 首先想到的是使用卫星信号GPS或GLONASS。 但是它们“远离”企业的每个房间:例如,有些建筑物的混凝土墙很厚。 这种解决方案显然不适合我们。 然后,另一种选择是使用信标,该信标实质上替代了卫星信号,并允许设备确定其在封闭车间内的位置。



寻找解决方案


看来市场上有许多类似的灯塔,您可以随意选择。 但是在我们的生产中并不是那么简单。 所有设备,包括信标,都必须满足许多要求。

首先,信标必须是防爆的。 这意味着设备不得引起爆炸。 我们有一家石油化工产品,如果在维修或其他工作期间出现气体泄漏,可能会形成碳氢化合物云-可能从最细小的火花中爆炸的空气-气体混合物。 二十世纪初的此类案件最早是在地雷中记录的。 然后制定了防爆电气设备标准。 现在,必须在所有可能释放易燃气体或爆炸性气体的区域中使用的所有设备均经过防爆要求认证。

我们分析了所需设备的市场,发现世界上只有一个带有蓝牙的防爆信标。 但是它不会超出俄罗斯条件下的温度范围。 也就是说,它仅在−20°C的温度下得到认证,在我们的要求中为−56°C。 根据在给定地理位置记录的最低气候值设置此条,在我们生产地点之一的温度计上,温度为−56°。 当时我们还没有拥有这样参数的灯塔。

另外,市场上所有的信标都有小容量电池。 我们对每年一两次运行和更换数千个信标的电池不感兴趣。 我们的要求:单电池至少5年。


自己动手


然后我们决定:由于没有信标,我们将这样做。

关键阶段是准备技术任务,该任务由SIBUR的IIoT团队的专家开发,实际上确定了设备的概念。
我们举行了一场竞赛,以确定承包商,并根据其结果开始与KODE的托木斯克代表处合作。

在我们决定需要自己的灯塔的那一年之后,第一个样本出现了。 一切都进行得很快,没问题。 困难恰恰在于确保防爆:开发商以前从未遇到过这样的要求。 但是,我们在与主管认证机构协商后克服了这一阶段:我们了解了必须满足的所有要求,并在设备的电路和设计中满足了这些要求。

符合GOST 31610.0-2012(IEC 60079-0:2004)要求的防爆认证是在其中一个认证中心进行的。 根据认证结果,iBeacon无线电信标获得了防爆标志1Ex ia IIC T4,并获得了IP66等级的GOST 14254-2015防护等级,免受外部影响。 根据温度测试的结果,该灯塔可在-56°至+ 55°的范围内运行。

现在,一切都变得像这样:来自信标的iBeacon格式信号(可让您确定员工所在的区域)被发送到控制员工的智能手机上的SIBUR应用程序之一。 此外,来自智能手机的应用程序将信标的坐标发送到服务器,因此软件可以了解对象的位置。 那就是我们所需要的。

将数据传输到信标的设备可能不仅是智能手机。 它可以是工作服,头盔,带有支持Bluetooth LE的内置模块的手镯。 这些可穿戴设备还可以与GPS一起用于室外定位。
为了配置信标参数,与KODE一起开发了在Android上运行的移动应用程序。




经验教训


有必要对计划在室外条件下使用的已开发电子设备进行气候测试。 这应该是验收测试的一部分,在我们的行业中(没有苛刻条件的行业)没有它,这是无处不在的。 我们从来都不希望随意,我们总是在实验室和真实条件下对所有东西进行测试,然后我们通过试点项目进入工厂。

为了确认设备的可操作性,我们在加热室内进行了气候测试。 灯塔顶住了政权。 至此开发完成。

认证要求不可忽略。 这些不是过时的教条,而是相当更新的文档。 认证非常严格地规定了使用设备的条件。 例如,如果制造商认为可以在爆炸证书中指定的温度高达-40°C的室外设备上使用,那么他将不会出售给任何人,因为这非常小。 在俄罗斯,几乎整个领土的防爆温度都应低于40度。 这就是为什么我们不能在家中使用许多欧洲设备的原因-它们的证书最多只能有负40。

现在,我们将观察设备在实际条件下的运行情况。 为此,我们进行了中试,将其安装在气候条件恶劣的一家企业中,该企业的温度通常低于-40°C,并且我们将观察灯塔在整个冬季长时间霜冻下的工作情况。 当我们确保一切都在真实条件下运行良好时,我们将开始批量生产。

结果我们得到了什么? 自己的技术解决方案适合所有SIBUR企业。 灯塔已成为我们正在发展的工业物联网无线基础设施的一部分。 我们使用物联网技术来自动化生产中的各种非关键流程,自动化数据收集并提高生产安全性。

至于电池,我们使用锂亚硫酰氯电池,无需更换电池,信标可以使用长达10年。 还不错吧?

这是第一台获得防爆证书的SIBUR自行开发的设备。 我们希望这座灯塔能为工业生产打开一系列IIoT设备。

SIBUR自己的物联网平台正在积极开发中,现在我们需要Frontend开发人员在界面中实现新功能。 如果这个话题很接近您,并且您有话要说,以防万一(什么也没有暗示),我会在hh.ru上留下一个空缺的链接

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN471654/


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