Soluzione

Soluzione PC industriale embedded multi-seriale a basso consumo APQ E5M per il trasporto ferroviario

Nei sistemi di gestione e manutenzione del trasporto ferroviario, il monitoraggio delle condizioni a bordo è la principale fonte di dati per garantire la sicurezza dei treni e consentire la manutenzione predittiva. Sensori di temperatura, vibrazione, corrente, velocità e altri parametri sono installati a bordo per raccogliere dati operativi in tempo reale da componenti chiave come il sistema di trasmissione, i motori di trazione e i sistemi frenanti. Dopo l'elaborazione da parte delle apparecchiature di acquisizione dati di bordo, i dati vengono caricati su una piattaforma di analisi a terra per supportare gli avvisi di guasto e la gestione dello stato di salute delle apparecchiature.

Dopo diverse fasi di valutazione del prodotto e rigorose validazioni in loco, il cliente ha scelto il PC industriale embedded multi-seriale a basso consumo APQ E5M come dispositivo principale per il suo sistema di acquisizione dati da sensori a bordo dei mezzi di trasporto ferroviario.

Sfida del cliente

Connessione simultanea di più tipi di sensori:Ogni carrello deve connettere simultaneamente diversi tipi di sensori, tra cui sensori di temperatura, vibrazione, corrente, velocità e spostamento. Il PC industriale richiede pertanto ampie risorse di porte seriali e una commutazione flessibile tra i protocolli di comunicazione RS-232 e RS-485.
Design a bassissimo consumo energetico e senza ventola:Le apparecchiature di bordo funzionano per lunghi periodi in ambienti chiusi, come vagoni ferroviari, con dissipazione del calore limitata e presenza inevitabile di polvere. Pertanto, il dispositivo necessita di un consumo energetico estremamente basso e di un raffreddamento passivo senza ventole per evitare tempi di inattività del sistema causati da guasti alle ventole stesse.
Dimensioni compatte e installazione flessibile:Lo spazio all'interno dei vani tecnici dei treni è estremamente limitato. Il PC industriale deve essere compatto e supportare diverse modalità di montaggio, tra cui il montaggio a parete e il montaggio VESA, per adattarsi alle diverse configurazioni dei veicoli.
Ampio intervallo di temperature e tensioni, e design robusto:Gli ambienti operativi dei treni comportano notevoli variazioni di temperatura e frequenti vibrazioni. Il sistema deve supportare un intervallo di temperatura di esercizio da -20 °C a 60 °C, un ingresso ad ampio raggio da 12 a 28 V CC e una resistenza alle vibrazioni e agli urti conforme alle norme IEC.

Soluzione APQ

Sei porte seriali per la connettività simultanea di più sensori:L'E5M offre sei porte COM integrate, tra cui due porte RS-232/485 commutabili e quattro porte RS-232. Questa ricca configurazione seriale supporta la connessione simultanea di sensori seriali di temperatura, vibrazione, velocità, corrente e altri parametri, soddisfacendo i requisiti di acquisizione dati da più sorgenti per il monitoraggio delle condizioni dei componenti critici del sistema di trasmissione. La modalità RS-232 ad alta velocità supporta la trasmissione in tempo reale e accurata dei dati dei sensori.
Design senza ventole a bassissimo consumo energetico per ambienti di bordo chiusi.:L'E5M è alimentato da un processore Intel® Celeron® J1900 a bassissimo consumo con un TDP di soli 10 W. Il sistema utilizza un raffreddamento passivo senza ventole e non contiene componenti mobili vulnerabili, riducendo significativamente il tasso di guasto. In armadi sigillati con dissipazione del calore limitata, il design senza ventole evita guasti di raffreddamento causati dall'accumulo di polvere o da danni alle ventole, riduce la rumorosità di funzionamento e diminuisce il carico sull'alimentatore integrato. Un dissipatore di calore interamente in alluminio, combinato con uno chassis in acciaio zincato, bilancia efficienza termica e robustezza strutturale.
Ampio intervallo di temperature e tensioni, e robustezza per le condizioni ferroviarie più impegnative.:L'E5M supporta un intervallo di temperatura operativa da -20 °C a 60 °C e un intervallo di temperatura di stoccaggio da -40 °C a 80 °C. Il suo ingresso di alimentazione ad ampio raggio da 12 a 28 V CC è compatibile con i sistemi di alimentazione di bordo di diversi modelli di treno. Il sistema ha superato i test di vibrazione a 3 Grms e i test di shock a 30 G, garantendo un funzionamento stabile a lungo termine nell'ambiente di vibrazione ad alta frequenza tipico del trasporto ferroviario ad alta velocità.
Dimensioni compatte e montaggio flessibile per installazioni in spazi ristretti.:L'E5M misura solo 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm e ha un peso netto di circa 2,1 kg. Supporta l'installazione VESA, a parete e su scrivania, consentendo un'implementazione flessibile in armadi compatti e risparmiando prezioso spazio di installazione.
Doppia porta Gigabit Ethernet ed espansione wireless per un caricamento dati affidabile.:La scheda E5M integra due porte Intel® Gigabit Ethernet: una per la comunicazione con il sistema di controllo del treno e degli scambi di bordo e l'altra per lo scambio di dati con la piattaforma di monitoraggio back-end. Uno slot Mini PCIe integrato (PCIe 2.0 + USB 2.0, con slot Nano SIM) supporta moduli 4G opzionali per il caricamento dei dati di monitoraggio in tempo reale. Uno slot M.2 Key-M supporta l'espansione con SSD SATA per la memorizzazione locale dei dati nella cache.
Ampia gamma di I/O per dispositivi periferici multipli:L'E5M offre una porta USB 3.0 frontale e tre porte USB 2.0 frontali, oltre a quattro porte USB 2.0 posteriori, per un totale di otto interfacce USB. Le uscite VGA e HDMI supportano la configurazione a doppio display. Il GPIO a 16 bit integrato facilita il collegamento a vari sensori e attuatori. Il sistema supporta anche i moduli di espansione proprietari APQ MXM, che consentono l'aggiunta flessibile di funzioni COM o GPIO per la personalizzazione in base alle specifiche applicazioni.

Risultati in termini di valore:

Integrazione di più sensori in un unico sistema:Sei porte seriali (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232), abbinate a una doppia porta Gigabit Ethernet, consentono il collegamento diretto di sensori di temperatura, vibrazione, velocità, corrente e altri parametri presenti nel carrello di atterraggio. L'intera architettura di acquisizione dati può essere implementata senza moduli di espansione aggiuntivi, riducendo significativamente il numero di dispositivi e la complessità del cablaggio all'interno del quadro elettrico di bordo.
Affidabilità a lungo termine in ambienti chiusi:La piattaforma a bassissimo consumo da 10 W e il raffreddamento passivo senza ventole eliminano i rischi di guasto associati ai componenti vulnerabili delle ventole, consentendo un'acquisizione dati stabile 24 ore su 24, 7 giorni su 7, anche in ambienti chiusi e polverosi come quelli dei treni. Il tasso di guasto è significativamente inferiore rispetto a quello dei sistemi di raffreddamento a ventola convenzionali.
Funzionamento stabile anche in condizioni difficili:Il funzionamento ad ampio intervallo di temperatura da -20 °C a 60 °C, l'ingresso ad ampio range da 12 a 28 V CC, la resistenza alle vibrazioni di 3G e la resistenza agli urti di 30G garantiscono l'acquisizione continua dei dati del sensore in condizioni di funzionamento ad alta velocità, variazioni di temperatura e vibrazioni dei binari nei treni ad alta velocità e nei veicoli della metropolitana, fornendo una fonte di dati ininterrotta per la manutenzione predittiva.
Il dispiegamento compatto consente di risparmiare spazio a bordo:Le dimensioni compatte di 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm, unite alle opzioni di installazione VESA, a parete e su scrivania, consentono un'integrazione flessibile negli armadi rack e liberano spazio aggiuntivo per altri moduli funzionali.
Espansione flessibile per esigenze personalizzate:Lo slot Mini PCIe con supporto SIM consente l'espansione wireless 4G/Wi-Fi, il modulo MXM supporta l'espansione COM/GPIO specifica per l'applicazione e lo slot M.2 Key-M permette l'espansione della capacità SSD, soddisfacendo le diverse esigenze dei vari modelli di treni e progetti di monitoraggio.