HACCP Мониторинг, Управление объектами
Общее описание
Для комфортного пребывания человека и животных в помещении, долгого хранения пищевой продукции и наилучшего созревания агро-культур температура и влажность в жилых и промышленных помещениях, холодильных и морозильных камерах, должна поддерживаться в определенном диапазоне. В большинстве помещений параметры температуры и влажности поддерживаются искусственно при помощи отопительного, охлаждающего, осушающего или увлажняющего оборудования. Контроль температуры и влажности позволяет не только обеспечить требуемые параметры, но и сэкономить коммунальные ресурсы, расходуемые на их поддержание.
Решение Pixel Networks, построенное на базе датчиков, подключенных к IoT сети предприятия, и алгоритмов Pixel Core позволяет:
● автоматически формировать отчеты о текущей температуре и влажности, следить за ними в режиме реального времени;
● получать предупреждения о нестандартных ситуациях;
● отправлять команды для автоматического регулирования режимов работы климатического оборудования.
Использующееся Pixel Networks беспроводное оборудование не требует подключения к сети электропитания и при необходимости может быть установлено без строительно-монтажных работ.
Сценарии использования
Контроль качества воздуха в помещении (T&H, CO2)
В помещениях офисного здания установлены автономные датчики с детекторами температуры, влажности и CO2. Показания с датчиков передаются по беспроводной сети LoRaWAN здания в систему Pixel Networks. Администратор (интегратор или технолог) устанавливает границы допустимых параметров климата в помещении запускает работу алгоритма Pixel Networks Indoor Air Quality Control, который в режиме реального времени выявляет отклонения, выводит информацию на дашборд дежурной смены и отправляет сообщение ответственному сотруднику о необходимости проверить или изменить работу климатического оборудования.
При необходимости алгоритм системы может быть запрограммирован на автоматическую отправку команд для изменения параметров работы климатического оборудования для автоматического поддержания требующихся параметров. При повышении температуры, система сначала снижает температуру радиаторов отопления, а при дальнейшем увеличении температуры включает кондиционер. При понижении температуры алгоритм работает в обратном порядке. В результате система исключает одновременную работу отопительного и охлаждающего оборудования, и не допускает излишних потерь коммунальных ресурсов.
Контроль температуры и влажности на складе
На складе пищевого производства установлены датчики, накапливающие и передающие информацию о температуре и влажности при хранении продуктов. Для исключения ложных срабатываний на двери морозильной камеры могут быть установлены датчики открытия двери, а в сценарии мониторинга введены допустимая продолжительность открытия двери и допустимое значение повышения температуры при погрузке-разгрузке и в короткое время после.
На основании данных, поступающих от датчиков, алгоритм Pixel Networks Temperature & Humidity Monitoring в реальном времени выявляет нарушения режимов хранения продукции, выводит информацию на дашборд дежурной смены и отправляет сообщение ответственному сотруднику о необходимости проверить работу климатического оборудования.
В случае длительного открытия двери морозильной камеры, отсутствия реакции сотрудников на все уровни уведомлений и критического увеличения температуры в камере, система автоматически переведет работу камеры в интенсивный режим, чтобы избежать размораживания продукции, пока сотрудники не отреагируют на уведомления и не закроют дверь. При закрытии двери и нормализации температурного режима, система автоматически переведет оборудование в нормальный режим работы.
Ежедневно, на основании поступающих данных система отправляет показания для заполнения электронных журналов HACCP по контролю температуры и влажности в местах хранения продуктов и по работе холодильного оборудования.
Контроль температуры при перевозке
Для контроля условий перевозки замороженных полуфабрикатов, в авторефрижераторе установлен автономный беспроводной датчик температуры, измеряющий и накапливающий данные о температуре во время перевозки. Для идентификации авторефрижератора в нем установлена BLE-метка. В точках погрузки / разгрузки установлен LoRaWAN шлюз и BLE-маяк. При появлении авторефрижератора в зоне погрузки/разгрузки (BLE-метки в зоне действия BLE-маяка), данные с датчика температуры через LoRaWAN шлюз передаются в систему Pixel Networks.
На основании поступающих данных, алгоритм Pixel Networks Temperature & Humidity Monitoring связывает данные о температуре с номером авторефрижератора и выводит информацию на дашборд дежурной смены. Если было допущено нарушение температурного режима при транспортировке, отправляет сообщение ответственному сотруднику и водителю с указанием времени, продолжительности и величины отклонений.
Контроль температуры при перевозке в режиме реального времени
Для контроля условий перевозки замороженных полуфабрикатов, в авторефрижераторе установлен автономный беспроводной датчик, измеряющий температуру и влажность во время перевозки, GPS-трекер, который записывает маршрут движения и LoRaWAN шлюз, который получает данные от датчика температуры и GPS-трекера, и передает их через LTE сеть на платформу Pixel Networks.
На основании поступающих данных, алгоритм Pixel Networks Temperature & Humidity Monitoring связывает данные о температуре, номере авторефрижератора, партии транспортирующейся продукции и в режиме реального времени выводит информацию о температуре и о координатах авторефрижератора на дашборд дежурной смены. В случае нарушения температурного режима при транспортировке или при выходе автомобиля за границы зоны маршрута, отправляет сообщение ответственному сотруднику и водителю.
По окончании маршрута система создает отчет, который является частью сопроводительной документации, с указанием партии продукции, времени и маршруте транспортировки, времени, продолжительности и величины отклонений температурного режима, если таковые имели место.
Мониторинг
Система предполагает возможность использования нескольких видов датчиков температуры и влажности:
Автономные датчики, оснащенные модулем LoRaWAN и обеспечивающие передачу информации через заданные промежутки времени;
Существующие стационарные или встроенные в морозильные камеры датчики температуры, подключенные к LoRaWAN логгеру по протоколу RS485, обеспечивающему передачу информации о потреблении через заданные промежутки времени;
В помещениях устанавливаются автономные датчики в холодильных и морозильных камерах могут использоваться встроенные датчики отдельно и совместно с автономными для дополнительного контроля. При необходимости можно использовать проверенные / сертифицированные устройства, позволяющие создавать верифицированные акты о режиме хранения и предоставлять данные клиентам и надзорным органам.
Датчики считывают, накапливают и передают данные по защищенному радиоканалу на платформу PixelCore, где производится обработка и накопление данных.
Для удобства обслуживания датчики отображаются на плане предприятия в системе PixelMonitor, что позволяет оперативно получать информацию об их текущем состоянии и истории наблюдения. Литий-полимерные батареи счетчиков обеспечивают автономную работу на протяжении полутора - двух лет. После истечения заряда батареи могут быть заменены на месте либо в составе всего датчика.
Система провижининга PixelMonitor позволяет привязывать накопленные данные к логической точке сборки, а не к конкретному логгеру, таким образом смена физического устройства для целей ремонта или замены батарей не приводит к потере консистентности собираемых данных.
Для дополнительной визуализации можно создать необходимое количество дашбордов с виджетами, отражающими текущую температуру и влажность, информацию об открытии дверей морозильный камер, историю последних показаний и отклонения от средних значений в течении суток.
Управление
Для управления климатическим оборудованием могут использоваться RS-485 контроллеры, подключенные по сети LoRaWAN. Для управления положением вентиляционных окон, могут использоваться электрические сервоприводы, работающие от сети постоянного тока, либо 12V аккумуляторов. Устройства управления электропитанием подключаются к платформе PixelCore по сети LoRaWAN. В течении 15 секунд после подачи управляющей команды от системы, устройство изменит положение привода изменит положение окна.
Для ускорения ручного управления оборудованием или сервоприводами на дашборд могут быть выведены виджеты-тумблеры, позволяющие быстро активировать механизмы управления на необходимых участках.
Если существующая система управления оборудованием дает возможность внешнего управления, то ее можно интегрировать с Pixel Networks и осуществлять ручное или автоматическое управление через PixelCore.
Бизнес-логика
Бизнес-логика платформы дает возможность автоматизировать сценарии поддержания требующейся температуры и влажности по объектам и времени, задать параметры для отправки уведомлений и создания отчетов.
Система анализирует поступающую от сенсоров информацию и сопоставляет с заданными допустимыми параметрами. При отклонении от границ допустимой температуры или влажности, система может направить уведомление, содержащее необходимую информацию для регулировки оборудования ответственному сотруднику или отправить команду на контроллеры для изменения режима работы оборудования, электрических вентилей и сервоприводов, обеспечивая дополнительную вентиляцию, увлажнение, охлаждение, или обогрев помещения.
При этом может быть установлено несколько уровней уведомлений (групп получателей уведомлений) в зависимости от величины и продолжительности отклонения температуры и влажности. Это позволяет направлять уведомление и формировать заявку на работу в соответствующую службу, например электрикам, и при необходимости эскалировать проблему на более высокий уровень руководства.
Простые правила бизнес-логики создаются пользователем платформы в простом меню. Более сложные сценарии могут быть описаны в скриптах на Python. При этом основные параметры работы алгоритма могут удобным образом изменяться Администратором системы (интегратором или технологом).
Отчеты
Система PixelCore позволяет автоматически строить отчеты по наблюдениям, вести историю изменения температуры, влажности и направленных уведомлений. На основании этих данных можно вести аналитику параметров работы климатического оборудования и температуры в складских помещениях в различных разрезах увеличивая эффективность использования ресурсов.
Пользователь может просмотреть данные в системе, получить готовые отчеты в формате PDF или выгрузить данные в форматах cvs, xlsx для последующей обработки. Отчеты могут по расписанию отправляться по email установленному перечню пользователей. Помимо прочего система PixelCore позволяет осуществлять автоматический экспорт данных во внешние электронные журналы HACCP, ERP, биллинговые или аналитические системы.
Оборудование
Milesight EM300-TH
Водонепроницаемый датчик температуры и влажности. Режим работы от -30°С до +70°С. Корпус со степенью защиты IP67. Срок автономной работы от батарей 3.5V 4000-8000mAh – 5-10 лет.
Browan Tabs Temperature & Humidity Sensor
Датчик температуры и влажности предназначен для использования в жилых помещениях. Режим работы от 0°С до +50°С. Срок автономной работы от батарей 3.5V 1200mAh – 1 год.
Elsys EMS Door
Внутренний датчик открытия двери LoRaWAN. Срок службы батареи до 10 лет.
Anchor Beacon 2
BLE-маяк предназначен для обнаружения BLE-меток в радиусе до 100 метров и передачи информации по Wi-Fi. Мониторинг и получение предупреждений в реальном времени о времени работы батареи или других проблемах инфраструктуры. Срок автономной работы от батарей 3.5V 2400mAh – до 8 лет.
Nano Tag
BLE-метка предназначена для регистрации в зоне действия BLE-маяка. Габариты 23х13х8мм. Корпус со степенью защиты IP65. Срок автономной работы от незаменяемой батарей – до 1 года.
Digitalmatter G62
GPS/ГЛОНАСС трекер предназначен для слежения за транспо ртными средствами и тяжелым оборудованием в сетях LoRaWAN Сверхпрочный корпус со степенью защиты IP67. Внутренняя резервная батарея на случай потери питания или несанкционированного вмешательства. 1 аналоговый вход, 2 цифровых входа, 1 цифровой выход с коммутируемой землей, 1 цифровой вход зажигания.
Milesight IoT/LoRaWAN Controller UC100/UC300/UC500
Контроллер, позволяющий получать данные при помощи цифрового RS485/ ModBUS интерфейсов оборудования и передавать их через LoRaWAN.
Milesight UC502 Solenoid Valve Controller
Контроллер, позволяющий управлять приводами двух запорных кранов по команде, передающейся по сети LoRaWAN. Помимо управления кранами контроллер может выполнять функции снятия показаний с механических и ультразвуковых счетчиков воды при помощи импульсного или цифрового RS485/ ModBUS интерфейсов. Срок автономной работы от батарей 3.5V 19000 mAh - 2 года.
Частная Сеть LoRaWAN
Для подключения оборудования может использовать частная сеть LoRaWAN развернутая на территории предприятия или домохозяйства.
Программное обеспечение
Эксплуатация решения производится на базе платформы PixelCore с установкой следующих компонент:
- Сетевой сервер и бридж LoRaWAN;
- Стандартный набор драйверов LoRaWAN;
- Модуль графических интерфейсов Monitor/Dashboard;
- Модуль бизнес-логики Water Resource Control.