Rautatieliikenteen käyttö- ja kunnossapitojärjestelmissä junan kunnonvalvonta on ensisijainen tietolähde junien turvallisuuden varmistamiseksi ja ennakoivan huollon mahdollistamiseksi. Junaan on asennettu lämpötila-, tärinä-, virta-, nopeus- ja muita antureita reaaliaikaisten käyttötietojen keräämiseksi keskeisistä komponenteista, kuten pyörästöstä, vetomoottoreista ja jarrujärjestelmistä. Kun junan tiedonkeruulaitteet ovat käsitelleet tiedot, ne ladataan maanpäälliseen analyysialustaan vikavaroitusten ja laitteiden kunnonhallinnan tukemiseksi.
Useiden tuotearviointikierrosten ja tiukan paikan päällä tehdyn validoinnin jälkeen asiakas valitsi APQ E5M -pienitehoisen, monisarjaliitännäisen sulautetun teollisuus-PC:n rautatieliikenteen sisäisen anturitiedonkeruujärjestelmän ydinlaitteeksi.
Asiakkaan haaste
Useiden anturityyppien samanaikainen liitäntä:Jokaisen vaunun on liitettävä samanaikaisesti useita erityyppisiä antureita, mukaan lukien lämpötila-, tärinä-, virta-, nopeus- ja siirtymäanturit. Teollisuus-PC vaatii siksi runsaasti sarjaporttiresursseja ja joustavaa vaihtoa RS-232- ja RS-485-tiedonsiirtoprotokollien välillä.
Erittäin pieni virrankulutus ja tuuletinton muotoilu:Ajoneuvon laitteet toimivat pitkiä aikoja suljetuissa vaunuympäristöissä, joissa lämmönhukka on rajallinen ja pölyä ei voi välttää. Siksi laitteen virrankulutus on erittäin alhainen ja siinä on oltava passiivinen jäähdytys ilman tuuletinta, jotta vältetään tuulettimen vikaantumisen aiheuttamat järjestelmän seisokit.
Kompakti koko ja joustava asennus:Junakalustotiloissa on erittäin rajoitetusti tilaa. Teollisuus-PC:n on oltava kompakti ja tuettava useita kiinnitystapoja, mukaan lukien seinäkiinnitys ja VESA-kiinnitys, jotta se sopisi erilaisiin ajoneuvomalleihin.
Laaja lämpötila-alue, laaja jännitealue ja kestävä muotoilu:Junien käyttöympäristöissä lämpötilan vaihtelut ovat merkittäviä ja tärinä usein yleistä. Järjestelmän on kestettävä -20 °C - 60 °C:n käyttölämpötila, oltava laaja-alainen 12–28 VDC:n tulojännitealue sekä IEC-standardin mukainen tärinän- ja iskunkestävyys.
APQ-ratkaisu
Kuusi sarjaporttia samanaikaiseen usean anturin liitettävyyteen:E5M:ssä on kuusi sisäänrakennettua COM-porttia, mukaan lukien kaksi vaihdettavaa RS-232/485-porttia ja neljä RS-232-porttia. Tämä monipuolinen sarjaliitäntä tukee lämpötila-, tärinä-, nopeus-, virta- ja muiden sarja-antureiden samanaikaista liitäntää, mikä täyttää kriittisten alustan komponenttien kunnonvalvonnan useiden lähteiden tiedonkeruuvaatimukset. Nopea RS-232-tila tukee reaaliaikaista ja tarkkaa anturitiedonsiirtoa.
Erittäin vähän virtaa kuluttava tuulettimeton rakenne suljettuihin emolevyympäristöihin:E5M:ssä on erittäin vähän virtaa kuluttava Intel® Celeron® J1900 -suoritin, jonka TDP on vain 10 W. Järjestelmässä käytetään tuulettimetonta passiivijäähdytystä eikä siinä ole haavoittuvia liikkuvia tuuletinkomponentteja, mikä vähentää merkittävästi vikaantumisriskiä. Suljetuissa emolevyn kaapeissa, joissa lämmönhukka on rajoitettu, tuulettimeton rakenne estää pölyn kertymisestä tai tuulettimen vaurioista johtuvat jäähdytyshäiriöt, vähentää käyntimelua ja alentaa emolevyn virtalähteen kuormitusta. Täysin alumiininen jäähdytyselementti yhdistettynä galvanoituun teräsrunkoon tasapainottaa lämpötehokkuutta ja rakenteellista lujuutta.
Laaja lämpötila- ja jännitealue sekä kestävä vaativiin raideolosuhteisiin:E5M tukee käyttölämpötila-aluetta -20 °C - 60 °C ja varastointilämpötila-aluetta -40 °C - 80 °C. Sen 12–28 VDC:n laaja-alainen virransyöttö on yhteensopiva eri junamallien sisäänrakennettujen virransyöttöjärjestelmien kanssa. Järjestelmä on läpäissyt 3 Grms:n tärinätestin ja 30 G:n iskutestin, mikä tukee pitkäaikaista vakaata toimintaa suurnopeusjunien korkeataajuisessa tärinäympäristössä.
Kompakti koko ja joustava kiinnitys ahtaisiin asennuksiin:E5M on mitoiltaan vain 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm ja sen nettopaino on noin 2,1 kg. Se tukee VESA-kiinnitystä, seinäkiinnitystä ja pöytäasennusta, mikä mahdollistaa joustavan asennuksen kompakteihin emolevykaappeihin ja säästää arvokasta asennustilaa.
Kaksois-Gigabit Ethernet ja langaton laajennus luotettavaa tiedonsiirtoa varten:E5M:ssä on kaksi Intel® Gigabit Ethernet -porttia: toinen tiedonsiirtoon sisäänrakennetun kytkimen ja junanohjausjärjestelmän kanssa ja toinen tiedonvaihtoon taustajärjestelmän valvonta-alustan kanssa. Sisäänrakennettu Mini PCIe -paikka (PCIe 2.0 + USB 2.0, Nano SIM -korttipaikalla) tukee valinnaisia 4G-moduuleja reaaliaikaisen valvontatietojen lataamiseen. M.2 Key-M -paikka tukee SATA SSD -laajennusta paikallista tiedon välimuistia varten.
Runsas I/O useille oheislaitteille:E5M tarjoaa yhden etupaneelin USB 3.0 -portin ja kolme etupaneelin USB 2.0 -porttia sekä neljä takapaneelin USB 2.0 -porttia, joten siinä on yhteensä kahdeksan USB-liitäntää. VGA- ja HDMI-lähdöt tukevat kahden näytön käyttöä. Sisäänrakennettu 16-bittinen GPIO helpottaa liittämistä erilaisiin antureihin ja toimilaitteisiin. Järjestelmä tukee myös APQ:n omia MXM-laajennusmoduuleja, jotka mahdollistavat COM- tai GPIO-toimintojen joustavan lisäämisen sovelluskohtaista mukauttamista varten.
Arvokkaat saavutukset:
Usean anturin integrointi yhteen järjestelmään:Kuusi sarjaporttia (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232) yhdistettynä kahteen gigabitin Ethernet-porttiin mahdollistavat lämpötila-, tärinä-, nopeus-, virta- ja muiden antureiden suoran kytkemisen alustaan. Täydellinen tiedonkeruuarkkitehtuuri voidaan ottaa käyttöön ilman lisälaajennusmoduuleja, mikä vähentää merkittävästi laitteiden määrää ja johdotuksen monimutkaisuutta piirilevyn sisällä.
Pitkäaikainen luotettavuus suljetuissa ympäristöissä:10 W:n erittäin vähän virtaa kuluttava alusta ja tuulettimeton passiivinen jäähdytys poistavat haavoittuvien tuuletinkomponenttien vikaantumisriskin, mikä mahdollistaa vakaan 24/7-tiedonkeruun suljetuissa ja pölyisissä junaympäristöissä. Vikaantumisaste on huomattavasti alhaisempi kuin perinteisissä tuuletinjäähdytteisissä järjestelmissä.
Vakaa toiminta vaativissa olosuhteissa:Laaja lämpötila-alue -20 °C - 60 °C, 12–28 VDC:n laaja-alainen tulojännite, 3G:n tärinänkestävyys ja 30G:n iskunkestävyys takaavat jatkuvan anturitiedonkeruun suurnopeuskäytössä, lämpötilan muutoksissa ja radan tärinässä suurnopeusjunissa ja metrovaunuissa, tarjoten keskeytymättömän tietolähteen ennakoivaa huoltoa varten.
Kompakti käyttöönotto säästää tilaa koneessa:Kompakti 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm:n koko yhdessä VESA-kiinnityksen, seinäkiinnityksen ja pöytäasennusvaihtoehtojen kanssa mahdollistaa joustavan integroinnin emolevyn kaappeihin ja vapauttaa lisätilaa muille toiminnallisille moduuleille.
Joustava laajennus räätälöityihin tarpeisiin:Mini PCIe -paikka SIM-korttituella mahdollistaa langattoman 4G/Wi-Fi-laajennuksen, MXM-moduuli tukee sovelluskohtaista COM/GPIO-laajennusta ja M.2 Key-M -paikka mahdollistaa SSD-kapasiteetin laajentamisen, mikä vastaa eri junamallien ja valvontaprojektien vaihteleviin vaatimuksiin.
