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Sécurité de l'hydrogène par Vitesse Automation

21 mai 2024

Vitesse Automation, la plateforme d'automation de pointe qui intègre les opérations à l'intelligence artificielle (IA), lance un système innovant de surveillance des gaz combustibles axé sur la sécurité de l'hydrogène.

Notre système de capteurs et de relais redondants SIL3 offre une fiabilité inégalée dans la détection des concentrations dangereuses d'hydrogène, de méthane, de vapeurs d'alcool et d'autres gaz inflammables. La sentinelle Vitesse numérise les données des capteurs, ce qui permet une surveillance continue et une détection précoce des fuites avant qu'elles ne deviennent dangereuses. Ces données sont diffusées en continu vers l'infrastructure informatique de l'entreprise pour la traçabilité et les alertes à distance. L'IA modélise les tendances, détecte les anomalies et identifie les améliorations à l'aide de l'accélérateur d'IA intégré de Vitesseà la périphérie ou des grands modèles de langage (LLM) dans le nuage.  

L'accélération de la transition vers les nouvelles énergies et une mobilité plus durable exige des changements rapides dans les opérations de fabrication actuelles, et en particulier dans les contrôles d'automatisation. 

La production de groupes motopropulseurs, de batteries et de systèmes de stockage de l'énergie fait appel à de nouvelles méthodes de fabrication telles que la manipulation de haute précision, le soudage au laser et l'automatisation continue des processus, qui exigent toutes une traçabilité élevée et des contrôles plus dynamiques. 

Les batteries et les piles à combustible, qui impliquent des quantités potentiellement importantes d'énergie, de poudres chimiques et de gaz inflammables, exigent également des niveaux de sécurité et de surveillance jamais atteints auparavant dans la construction automobile.

Pour répondre à la demande en matière de sécurité et de supervision de la production, Vitesse Automation lance un système de sécurité intelligent qui surveille la présence de gaz combustibles, en particulier l'hydrogène.

Vitesse gère des alertes de sécurité et des actions immédiates en cas de présence de gaz dangereux, tout en publiant en continu les données collectées dans les systèmes de supervision et de données disponibles, y compris l'IA en périphérie ou dans le nuage, afin de détecter les anomalies et d'améliorer les processus.

Pour augmenter le niveau d'intégrité de la sécurité, Vitesse utilise une combinaison unique de logiciels et de matériel (numérique et analogique) pour garantir un état et une communication de sécurité continus, même en cas de perte d'alimentation ou de défaillance du système de contrôle.

Vitesse Cas d'utilisation de la sécurité : Production et stockage de batteries et d'hydrogène

L'un des risques dans ce domaine provient de la présence possible d'hydrogène. S'il présente de nombreux avantages pour la décarbonatation de l'énergie, l'hydrogène est aussi un gaz hautement combustible. Il est inodore, plus léger que l'air et extrêmement inflammable. L'hydrogène peut s'échapper des cuves et des équipements H2 ou être libéré lors de réactions chimiques, souvent lors de la fabrication ou du stockage des cellules de batteries. On estime que rien qu'aux États-Unis, des milliers d'incendies sont provoqués chaque année par des batteries en cours de stockage ou de production. Par conséquent, de bonnes pratiques et des systèmes de sécurité fiables sont essentiels lors de la manipulation de l'hydrogène. 

L'un de nos clients aux États-Unis traite environ 1 600 livres d'hydrogène par chambre environnementale, avec quatre chambres fonctionnant simultanément. L 'énergie potentielle stockée et manipulée dans ce coin de l'installation équivaut à l'énergie de 95 kilotonnes de TNT.

Ainsi, alors que notre client suit les meilleures pratiques pour garantir la sécurité des opérations, il est essentiel de surveiller la présence d'hydrogène et d'alerter le personnel sur place, ainsi qu'à distance, en cas de détection.La surveillance des traces d'hydrogène dans l'atmosphère permet de détecter l'accumulation d'hydrogène et de prendre des mesures proactives sur la base de données historiques.

Surveillance et normes de sécurité

Vitesse surveille généralement deux gammes de concentration : 

1. Surveillance de la sécurité: À des fins de sécurité, des capteurs à haute sensibilité détectent la présence d'hydrogène (et de gaz combustibles) en faible concentration, de 0 à 100 ou 1 000 ppm. Cela permet de surveiller une concentration d'hydrogène allant jusqu'à 0,1 % dans l'atmosphère avec une précision de 2 ppm.

L'un des aspects de l'hydrogène étant sa faible densité (il est environ 14 fois plus léger que l'air), il se concentre rapidement contre le plafond, ce qui facilite la détection précoce des traces d'hydrogène.

Le ministère américain de l'énergie recommande une concentration d'hydrogène aussi faible que 1 % comme niveau d'action nécessaire. Des avertissements doivent être émis afin que des mesures de confinement ou d'évacuation du gaz puissent être prises. Une concentration de 2 % devrait déclencher une alarme, appelant à des actions immédiates en raison du risque accru pour la sécurité.

2. Surveillance opérationnelle: Pour la surveillance continue des opérations, où la densité du gaz peut varier entre 10 % et 100 %, des capteurs moins sensibles et à large bande peuvent être utilisés pour surveiller et signaler les niveaux de concentration au fil du temps.   

Vitesse se concentre sur la sécurité tout en étant parfaitement capable de mesurer et de signaler la concentration d'hydrogène et d'autres gaz à de nombreuses fins. Pour les applications non liées à la sécurité, le besoin de redondance et d'intégrité n'est pas aussi important que pour les applications liées à la sécurité.

Niveau d'intégrité de la sécurité (SIL3)

Actions en faveur de l'intégrité de la sécurité

Le fait de ne pas détecter la présence de gaz combustibles peut avoir de graves conséquences. C'est pourquoi la norme SIL3 est nécessaire pour prévenir les incidents graves entraînant des décès et/ou des blessures graves. La norme SIL3 est obtenue en utilisant des composants homologués tels que des relais de sécurité industriels, combinés à des systèmes de détection, de traitement et de communication redondants.  

Pour la détection des gaz, Vitesse déploie trois couches afin de garantir le plus haut niveau de sécurité opérationnelle :  

NIVEAU 1 - SÉCURITÉ

VitesseLa première couche du système est une sécurité matérielle analogique de bas niveau, indépendante de SIL3.

- 2 types de capteurs différents détectent en continu l'hydrogène et d'autres gaz inflammables tels que les vapeurs d'alcool et les hydrocarbures.

- Leurs sorties analogiques sont comparées entre elles, ce qui permet de vérifier l'intégrité des capteurs. 

- Les incohérences entre les différents types de capteurs déclenchent immédiatement une alarme.

- Dans tous les cas, la concentration la plus élevée détectée est comparée à une série de seuils (généralement 1 % et 2 %).

- Lorsqu'un seuil est atteint, les relais de sécurité déclenchent des alarmes physiques et des feux clignotants pour alerter le périmètre proche du danger. 

- Cette partie du système est sécurisée par son propre système d'alimentation de secours.

Vitesse Capteur d'hydrogène SIL3

COUCHE 2 - SURVEILLANCE DE LA SÉCURITÉ

La deuxième couche de sécurité introduit un logiciel pour numériser les signaux des capteurs

Ce logiciel fonctionne sur la sentinelle de sécurité Vitesse et publie toutes les valeurs et tous les événements dans un système de données, tel qu'un courtier en données ou une base de données.  

Un contrôleur Vitesse ou un automate programmable peut être connecté à cette sentinelle de la sécurité pour contrôler les actions correctives, telles que la manipulation des vannes et des pompes en réponse à la concentration de gaz inflammable. Ce logiciel agit généralement en dessous des concentrations critiques de gaz afin d'éviter les situations dangereuses. Des alarmes plus périmétriques peuvent également être mises en place sur cette couche. 

Dans certaines applications critiques, les commandes en boucle fermée de cette couche fonctionneront sur un automate de sécurité.

Vitesse sentinelle de la sécurité

COUCHE 3 - NUMÉRISATION ET ANALYSE

Un système qui collecte en permanence les niveaux de concentration et les événements connexes recueillis dans les couches inférieures les publie dans des bases de données et des courtiers en données. Un système de tableau de bord de supervision devrait être déployé pour permettre la surveillance continue des concentrations de gaz dangereux à partir de n'importe quel endroit.

À partir de là, l'IA peut exploiter les séries temporelles collectées à partir de l'équipement. Elle peut utiliser l'accélérateur d'IA intégré dans le contrôleur Vitesse pour identifier les tendances et détecter les anomalies. Elle peut également connecter les données aux LLM et permettre ainsi une consultation complète des données pilotée par l'IA, ce qui permet de formuler des recommandations pour l'amélioration des processus.

Vitesse contrôleur

La sécurité intelligente à l'avant-garde

Alors que le paysage énergétique évolue en mettant de plus en plus l'accent sur la durabilité et la sécurité, le besoin de systèmes de surveillance sophistiqués et fiables n'a jamais été aussi critique. Vitesse L' approche multicouche d'Automation intègre une technologie de capteurs avancée et une IA de pointe pour fournir une surveillance et une analyse complètes. En utilisant des capteurs de haute sensibilité, des systèmes de sécurité redondants et une technologie de données pilotée par l'IA, Vitesse dépasse les normes de l'industrie en permettant une amélioration continue grâce à la connaissance des données et à la détection proactive des anomalies.  

À une époque où la demande d'hydrogène augmente rapidement, l'engagement de Vitesseen matière de sécurité et d'innovation offre une solution fiable pour gérer les complexités de la surveillance de l'hydrogène et des gaz. Nos capteurs offrent une sensibilité inégalée allant de 0ppm à 20 000ppm et garantissent une couverture complète de tous les seuils de sécurité critiques. Cette technologie avancée détecte les fuites mineures des semaines à l'avance, offrant ainsi une fenêtre cruciale pour prévenir les incidents catastrophiques avant qu'ils ne se produisent.  

Au-delà de la simple détection, notre système est conçu pour résister, en effectuant des contrôles périodiques de l'intégrité du système afin de maintenir un fonctionnement sans faille dans toutes les conditions. Vitesse n'est pas seulement un fournisseur de solutions, mais aussi un gardien à l'ère des nouvelles énergies. Faites confiance à Vitesse pour protéger vos opérations, atténuer les risques et propulser votre entreprise vers un avenir plus sûr et plus efficace.


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