Solució de PC industrial integrat multisèrie de baix consum APQ E5M per al trànsit ferroviari
En els sistemes d'operació i manteniment del trànsit ferroviari, la monitorització de l'estat a bord és la principal font de dades per garantir la seguretat dels trens i permetre el manteniment predictiu. Els sensors de temperatura, vibració, corrent, velocitat i altres s'instal·len a bord per recopilar dades de funcionament en temps real de components clau com ara el tren de rodament, els motors de tracció i els sistemes de frenada. Després del processament per part de l'equip d'adquisició de dades a bord, les dades es carreguen a una plataforma d'anàlisi terrestre per donar suport als avisos d'avaries i a la gestió de l'estat dels equips.
Després de múltiples rondes d'avaluació del producte i una rigorosa validació in situ, el client va seleccionar el PC industrial integrat multisèrie de baix consum APQ E5M com a dispositiu principal per al seu sistema d'adquisició de dades de sensors a bord del transport ferroviari.
Repte del client
Connexió simultània de diversos tipus de sensor:Cada carro necessita connectar diversos tipus de sensors simultàniament, inclosos sensors de temperatura, vibració, corrent, velocitat i desplaçament. Per tant, el PC industrial requereix amplis recursos de port sèrie i commutació flexible entre els protocols de comunicació RS-232 i RS-485.
Disseny sense ventilador i de consum ultrabaix:L'equip a bord funciona durant llargs períodes en entorns de transport tancats amb dissipació de calor limitada i pols inevitable. Per tant, el dispositiu necessita un consum d'energia extremadament baix i una refrigeració passiva sense ventilador per evitar el temps d'inactivitat del sistema causat per una fallada del ventilador.
Mida compacta i instal·lació flexible:L'espai dins dels compartiments d'equipament del tren és extremadament limitat. El PC industrial ha de ser compacte i admetre múltiples mètodes de muntatge, com ara el muntatge a la paret i el muntatge VESA, per adaptar-se a diferents dissenys de vehicles.
Disseny robust, de temperatura àmplia i voltatge ampli:Els entorns operatius dels trens impliquen canvis de temperatura significatius i vibracions freqüents. El sistema ha de suportar un rang de temperatura de funcionament de -20 °C a 60 °C, una entrada d'ampli rang de 12-28 V CC i resistència a vibracions i xocs conforme a la normativa IEC.
Solució APQ
Sis ports sèrie per a connectivitat simultània de diversos sensors:L'E5M proporciona sis ports COM integrats, incloent-hi dos ports RS-232/485 commutables i quatre ports RS-232. Aquesta rica configuració sèrie admet la connexió simultània de sensors de temperatura, vibració, velocitat, corrent i altres sensors sèrie, satisfent els requisits d'adquisició de dades multifont per a la monitorització de l'estat dels components crítics del tren de rodament. El mode RS-232 d'alta velocitat admet la transmissió de dades dels sensors en temps real i precisa.
Disseny sense ventilador de consum ultrabaix per a entorns integrats tancats:L'E5M està alimentat per un processador Intel® Celeron® J1900 de consum ultrabaix amb un TDP de només 10 W. El sistema utilitza refrigeració passiva sense ventilador i no conté components mòbils vulnerables, cosa que redueix significativament la taxa de fallades. En armaris integrats segellats amb dissipació de calor limitada, el disseny sense ventilador evita fallades de refrigeració causades per l'acumulació de pols o danys al ventilador, redueix el soroll de funcionament i disminueix la càrrega de la font d'alimentació integrada. Un dissipador de calor totalment d'alumini combinat amb un xassís d'acer galvanitzat equilibra l'eficiència tèrmica i la resistència estructural.
Àmplia temperatura, ampli voltatge i robust per a condicions ferroviàries exigents:L'E5M admet un rang de temperatura de funcionament de -20 °C a 60 °C i un rang de temperatura d'emmagatzematge de -40 °C a 80 °C. La seva entrada d'alimentació d'ampli rang de 12-28 V CC és compatible amb els sistemes d'alimentació a bord de diferents models de tren. El sistema ha superat proves de vibració de 3 Grms i proves de xoc de 30 G, cosa que permet un funcionament estable a llarg termini en l'entorn de vibració d'alta freqüència del funcionament del ferrocarril d'alta velocitat.
Factor de forma compacte i muntatge flexible per a instal·lacions amb espai limitat:L'E5M només mesura 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm i té un pes net d'aproximadament 2,1 kg. Admet instal·lació VESA, muntatge a la paret i sobretaula, cosa que permet una implementació flexible en armaris integrats compactes i estalvia un valuós espai d'instal·lació.
Dual Gigabit Ethernet i expansió sense fil per a una càrrega de dades fiable:L'E5M integra dos ports Intel® Gigabit Ethernet: un per a la comunicació amb el sistema de control de trens i commutadors integrat, i l'altre per a l'intercanvi de dades amb la plataforma de monitorització del back-end. Una ranura Mini PCIe integrada (PCIe 2.0 + USB 2.0, amb una ranura Nano SIM) admet mòduls 4G opcionals per a la càrrega de dades de monitorització en temps real. Una ranura M.2 Key-M admet l'expansió SATA SSD per a l'emmagatzematge en memòria cau de dades local.
E/S enriquides per a múltiples dispositius perifèrics:L'E5M proporciona un port USB 3.0 frontal i tres ports USB 2.0 frontals, juntament amb quatre ports USB 2.0 posteriors, per a un total de vuit interfícies USB. Les sortides VGA i HDMI admeten el funcionament de doble pantalla. El GPIO de 16 bits integrat facilita la connexió a diversos sensors i actuadors. El sistema també admet mòduls d'expansió MXM propietaris d'APQ, cosa que permet afegir flexiblement funcions COM o GPIO per a la personalització específica de l'aplicació.
Assoliments de valor:
Integració multisensor en un sol sistema:Sis ports sèrie (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232), combinats amb una connexió Gigabit Ethernet dual, permeten la connexió directa de sensors de temperatura, vibració, velocitat, corrent i altres al tren de rodament. L'arquitectura completa d'adquisició de dades es pot desplegar sense mòduls d'expansió addicionals, cosa que redueix significativament el nombre de dispositius i la complexitat del cablejat dins del gabinet integrat.
Fiabilitat a llarg termini en entorns tancats:La plataforma de baix consum de 10 W i la refrigeració passiva sense ventilador eliminen els riscos de fallada associats amb components vulnerables del ventilador, permetent una adquisició de dades estable les 24 hores del dia, els 7 dies de la setmana, en entorns de tren tancats i plens de pols. La taxa de fallada és significativament inferior a la dels sistemes convencionals de refrigeració per ventilador.
Funcionament estable en condicions exigents:Un funcionament a temperatures amplies de -20 °C a 60 °C, una entrada d'ampli rang de 12-28 V CC, una resistència a la vibració de 3G i una resistència als xocs de 30G garanteixen l'adquisició contínua de dades del sensor en funcionament a alta velocitat, canvis de temperatura i vibració de via en trens d'alta velocitat i vehicles de metro, proporcionant una font de dades ininterrompuda per al manteniment predictiu.
El desplegament compacte estalvia espai a bord:El format compacte de 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm, juntament amb les opcions d'instal·lació VESA, de muntatge a la paret i d'escriptori, permet una integració flexible en armaris integrats i allibera espai addicional per a altres mòduls funcionals.
Expansió flexible per a requisits personalitzats:La ranura Mini PCIe amb compatibilitat amb SIM permet l'expansió sense fil 4G/Wi-Fi, el mòdul MXM admet l'expansió COM/GPIO específica de l'aplicació i la ranura M.2 Key-M permet l'expansió de la capacitat SSD, satisfent els diversos requisits de diferents models de trens i projectes de monitorització.
