APQ E5M lavstrøms multiseriel indlejret industriel pc-løsning til jernbanetransport
I jernbanetransportens drifts- og vedligeholdelsessystemer er tilstandsovervågning ombord den primære datakilde til at sikre togsikkerhed og muliggøre prædiktiv vedligeholdelse. Temperatur-, vibrations-, strøm-, hastigheds- og andre sensorer er installeret ombord for at indsamle driftsdata i realtid fra nøglekomponenter såsom løbeværk, trækmotorer og bremsesystemer. Efter behandling af det indbyggede dataindsamlingsudstyr uploades dataene til en jordbaseret analyseplatform for at understøtte fejladvarsler og styring af udstyrets tilstand.
Efter flere runder med produktevaluering og grundig validering på stedet valgte kunden den strømbesparende, multiserielle, indlejrede industrielle pc APQ E5M som kernekomponent i sit indbyggede sensorsystem til dataindsamling af jernbanetransport.
Kundeudfordring
Samtidig tilslutning af flere sensortyper:Hver slæde skal tilslutte flere typer sensorer samtidigt, herunder temperatur-, vibrations-, strøm-, hastigheds- og forskydningssensorer. Den industrielle pc kræver derfor rigelige serielle portressourcer og fleksibel skift mellem RS-232 og RS-485 kommunikationsprotokoller.
Ultralavt strømforbrug og ventilatorløst design:Indbygget udstyr fungerer i lange perioder i lukkede vognmiljøer med begrænset varmeafledning og uundgåeligt støv. Enheden har derfor brug for ekstremt lavt strømforbrug og ventilatorløs passiv køling for at undgå systemnedetid forårsaget af ventilatorfejl.
Kompakt størrelse og fleksibel installation:Pladsen i togudstyrsrummene er ekstremt begrænset. Industri-pc'en skal være kompakt og understøtte flere monteringsmetoder, herunder vægmontering og VESA-montering, for at passe til forskellige køretøjsdesigns.
Bred temperatur, bred spænding og robust design:Togdriftsmiljøer involverer betydelige temperaturændringer og hyppige vibrationer. Systemet skal understøtte et driftstemperaturområde på -20 °C til 60 °C, en 12-28 VDC bredspændingsindgang og IEC-kompatibel vibrations- og stødmodstand.
APQ-løsning
Seks serielle porte til samtidig multisensorforbindelse:E5M har seks indbyggede COM-porte, herunder to omskiftelige RS-232/485-porte og fire RS-232-porte. Denne omfattende serielle konfiguration understøtter samtidig tilslutning af temperatur-, vibrations-, hastigheds-, strøm- og andre serielle sensorer og opfylder dermed kravene til dataopsamling fra flere kilder til tilstandsovervågning af kritiske komponenter i undervognen. Højhastigheds-RS-232-tilstand understøtter nøjagtig sensordatatransmission i realtid.
Ultra-lavt strømforbrug, ventilatorløst design til lukkede, indbyggede miljøer:E5M drives af en Intel® Celeron® J1900 ultra-lavt strømforbrugs-processor med en TDP på kun 10 W. Systemet bruger blæserløs passiv køling og indeholder ingen sårbare, bevægelige blæserkomponenter, hvilket reducerer fejlraten betydeligt. I forseglede indbyggede kabinetter med begrænset varmeafledning undgår det blæserløse design kølefejl forårsaget af støvophobning eller blæserskader, reducerer driftsstøj og sænker belastningen på den indbyggede strømforsyning. En køleplade i aluminium kombineret med et chassis i galvaniseret stål balancerer termisk effektivitet og strukturel styrke.
Bred temperatur, bred spænding og robust til krævende jernbaneforhold:E5M understøtter et driftstemperaturområde på -20°C til 60°C og et opbevaringstemperaturområde på -40°C til 80°C. Dens 12-28 VDC bredspektrede strømforsyning er kompatibel med de indbyggede strømsystemer i forskellige togmodeller. Systemet har bestået 3 Grms vibrationstest og 30 G stødtest, hvilket understøtter langvarig stabil drift i det højfrekvente vibrationsmiljø i højhastighedstogdrift.
Kompakt formfaktor og fleksibel montering til installationer med begrænset plads:E5M måler kun 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm og har en nettovægt på cirka 2,1 kg. Den understøtter VESA, vægmontering og skrivebordsinstallation, hvilket muliggør fleksibel implementering i kompakte indbyggede kabinetter og sparer værdifuld installationsplads.
Dobbelt Gigabit Ethernet og trådløs udvidelse til pålidelig dataoverførsel:E5M integrerer to Intel® Gigabit Ethernet-porte: en til kommunikation med det indbyggede switch- og togstyringssystem, og den anden til dataudveksling med backend-overvågningsplatformen. Et indbygget Mini PCIe-slot (PCIe 2.0 + USB 2.0, med et Nano SIM-slot) understøtter valgfri 4G-moduler til upload af overvågningsdata i realtid. Et M.2 Key-M-slot understøtter SATA SSD-udvidelse til lokal datacaching.
Rig I/O til flere perifere enheder:E5M har én USB 3.0-port foran og tre USB 2.0-porte foran, sammen med fire USB 2.0-porte bagpå, hvilket giver i alt otte USB-grænseflader. VGA- og HDMI-udgange understøtter brug af to skærme. Den indbyggede 16-bit GPIO muliggør tilslutning til forskellige sensorer og aktuatorer. Systemet understøtter også APQ's proprietære MXM-udvidelsesmoduler, hvilket muliggør fleksibel tilføjelse af COM- eller GPIO-funktioner til applikationsspecifik tilpasning.
Værdifulde præstationer:
Multisensorintegration i et enkelt system:Seks serielle porte (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232) kombineret med dobbelt Gigabit Ethernet muliggør direkte tilslutning af temperatur-, vibrations-, hastigheds-, strøm- og andre sensorer i understellet. Den komplette dataopsamlingsarkitektur kan implementeres uden yderligere udvidelsesmoduler, hvilket reducerer antallet af enheder og ledningsføringskompleksiteten inde i det indbyggede kabinet betydeligt.
Langvarig pålidelighed i lukkede miljøer:Den 10 W ultralave strømplatform og den ventilatorløse passive køling eliminerer risikoen for fejl i forbindelse med sårbare ventilatorkomponenter, hvilket muliggør stabil dataindsamling døgnet rundt i lukkede og støvede togmiljøer. Fejlraten er betydeligt lavere end for konventionelle ventilatorkølede systemer.
Stabil drift under krævende forhold:Bred temperaturdrift fra -20°C til 60°C, en 12-28 VDC bredspektret indgang, 3G vibrationsmodstand og 30G stødmodstand sikrer kontinuerlig sensordataindsamling under højhastighedsdrift, temperaturændringer og sporvibrationer i højhastighedstog og metrokøretøjer, hvilket giver en uafbrudt datakilde til prædiktiv vedligeholdelse.
Kompakt installation sparer plads ombord:Den kompakte formfaktor på 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm, kombineret med VESA-, vægmonterings- og skrivebordsinstallationsmuligheder, muliggør fleksibel integration i indbyggede kabinetter og frigør ekstra plads til andre funktionelle moduler.
Fleksibel udvidelse til tilpassede behov:Mini PCIe-slotten med SIM-understøttelse muliggør trådløs 4G/Wi-Fi-udvidelse, MXM-modulet understøtter applikationsspecifik COM/GPIO-udvidelse, og M.2 Key-M-slotten muliggør SSD-kapacitetsudvidelse og opfylder dermed de varierede krav fra forskellige togmodeller og overvågningsprojekter.
