פתרון מחשב תעשייתי משובץ רב-סריאלי APQ E5M בעל צריכת חשמל נמוכה לתחבורה רכבתית
במערכות תפעול ותחזוקה של תחבורה מסילתית, ניטור מצב הרכבת הוא מקור הנתונים העיקרי להבטחת בטיחות הרכבת ולאפשר תחזוקה חזויה. חיישנים של טמפרטורה, רעידות, זרם, מהירות וחיישנים אחרים מותקנים ברכבת כדי לאסוף נתוני תפעול בזמן אמת מרכיבים מרכזיים כגון ציוד ההנעה, מנועי המשיכה ומערכות הבלימה. לאחר עיבוד על ידי ציוד איסוף הנתונים ברכבת, הנתונים מועלים לפלטפורמת ניתוח קרקעית כדי לתמוך באזהרות תקלות ובניהול תקינות הציוד.
לאחר מספר סבבים של הערכת מוצר ואימות קפדני באתר, הלקוח בחר במחשב התעשייתי המשובץ הרב-סדרתי APQ E5M בעל צריכת חשמל נמוכה כמכשיר הליבה עבור מערכת איסוף נתוני החיישנים המובנים בתחבורה ציבורית.
אתגר הלקוח
חיבור בו זמנית של מספר סוגי חיישנים:כל גררה צריכה לחבר מספר סוגים של חיישנים בו זמנית, כולל חיישני טמפרטורה, רטט, זרם, מהירות ותזוזה. לכן, המחשב התעשייתי דורש משאבי יציאה טורית נרחבים ומעבר גמיש בין פרוטוקולי תקשורת RS-232 ו-RS-485.
עיצוב בעל צריכת חשמל נמוכה במיוחד וללא מאוורר:ציוד מובנה פועל למשך תקופות ארוכות בסביבות סגורות עם פיזור חום מוגבל ואבק בלתי נמנע. לכן, המכשיר זקוק לצריכת חשמל נמוכה ביותר ולקירור פסיבי ללא מאוורר כדי למנוע השבתת מערכת הנגרמת כתוצאה מכשל במאוורר.
גודל קומפקטי והתקנה גמישה:המקום בתוך תאי הציוד של הרכבת מוגבל ביותר. המחשב התעשייתי חייב להיות קומפקטי ולתמוך בשיטות הרכבה מרובות, כולל התקנה על הקיר והרכבה בתקן VESA, כדי להתאים לעיצובים שונים של כלי רכב.
עיצוב עמיד בפני טמפרטורה רחבה, מתח רחב ועיצוב מחוספס:סביבות תפעול של רכבות כרוכות בשינויי טמפרטורה משמעותיים ורעידות תכופות. המערכת חייבת לתמוך בטווח טמפרטורות פעולה של -20°C עד 60°C, קלט רחב טווח של 12-28 וולט DC ועמידות בפני רעידות וזעזועים תואמות לתקן IEC.
פתרון APQ
שישה יציאות טוריות לקישוריות סימולטנית מרובת חיישנים:ה-E5M מספק שישה יציאות COM מובנות, כולל שתי יציאות RS-232/485 הניתנות להחלפה וארבע יציאות RS-232. תצורה טורית עשירה זו תומכת בחיבור סימולטני של חיישני טמפרטורה, רעידות, מהירות, זרם וחיישני סדרה אחרים, ועומדת בדרישות איסוף נתונים מרובות מקורות לניטור מצב של רכיבי ציוד קריטיים. מצב RS-232 במהירות גבוהה תומך בהעברת נתוני חיישנים מדויקת בזמן אמת.
עיצוב ללא מאוורר בעל צריכת חשמל נמוכה במיוחד עבור סביבות סגורות על הלוח:ה-E5M מופעל על ידי מעבד Intel® Celeron® J1900 בעל צריכת חשמל נמוכה במיוחד ו-TDP של 10 וואט בלבד. המערכת משתמשת בקירור פסיבי ללא מאוורר ואינה מכילה רכיבי מאוורר נעים פגיעים, מה שמפחית משמעותית את שיעור הכשלים. בארונות מובנים אטומים עם פיזור חום מוגבל, העיצוב ללא מאוורר מונע כשלים בקירור הנגרמים מהצטברות אבק או נזק למאוורר, מפחית את רעש ההפעלה ומוריד את העומס על ספק הכוח המובנה. גוף קירור עשוי אלומיניום כולו בשילוב עם שלדת פלדה מגולוונת מאזן יעילות תרמית וחוזק מבני.
עמידות בפני טמפרטורה רחבה, מתח רחב ועמידה בתנאי מסילה תובעניים:ה-E5M תומך בטווח טמפרטורות פעולה של -20°C עד 60°C ובטווח טמפרטורות אחסון של -40°C עד 80°C. קלט הכוח הרחב שלו, 12-28 וולט DC, תואם למערכות החשמל המובנות של דגמי רכבות שונים. המערכת עברה בדיקות רטט של 3 גרמס ובדיקות זעזועים של 30 ג'יגה-בייט, ותומכת בפעולה יציבה לטווח ארוך בסביבת רטט בתדר גבוה של פעילות רכבת מהירה.
צורה קומפקטית והרכבה גמישה להתקנות מוגבלות במקום:מידות ה-E5M הן 293.5 מ"מ × 149.5 מ"מ × 54.5 מ"מ בלבד, ומשקלו הנקי הוא כ-2.1 ק"ג. הוא תומך בהתקנה באמצעות VESA, התקנה על הקיר והתקנה על שולחן עבודה, מה שמאפשר פריסה גמישה בארונות קומפקטיים מובנים וחוסך מקום התקנה יקר.
Ethernet כפול של ג'יגה-ביט והרחבה אלחוטית להעלאת נתונים אמינה:ה-E5M משלב שני יציאות Intel® Gigabit Ethernet: אחת לתקשורת עם המתג המובנה ומערכת בקרת הרכבת, והשנייה להחלפת נתונים עם פלטפורמת הניטור האחורית. חריץ Mini PCIe מובנה (PCIe 2.0 + USB 2.0, עם חריץ Nano SIM) תומך במודולי 4G אופציונליים להעלאת נתוני ניטור בזמן אמת. חריץ M.2 Key-M תומך בהרחבת SATA SSD לאחסון נתונים מקומי במטמון.
קלט/פלט עשיר עבור התקנים היקפיים מרובים:ה-E5M מספק יציאת USB 3.0 קדמית אחת ושלוש יציאות USB 2.0 קדמיות, יחד עם ארבע יציאות USB 2.0 אחוריות, לסך של שמונה ממשקי USB. יציאות VGA ו-HDMI תומכות בפעולה עם שני צגים. GPIO מובנה של 16 סיביות מאפשר חיבור לחיישנים ומפעילים שונים. המערכת תומכת גם במודולי הרחבה MXM קנייניים של APQ, המאפשרים הוספה גמישה של פונקציות COM או GPIO להתאמה אישית ספציפית ליישום.
הישגים בעלי ערך:
שילוב חיישנים מרובים במערכת אחת:שישה יציאות טוריות (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232), בשילוב עם רשת Gigabit Ethernet כפולה, מאפשרים חיבור ישיר של חיישנים לטמפרטורה, רעידות, מהירות, זרם וחיישנים אחרים בציוד ההינע. ניתן לפרוס את ארכיטקטורת איסוף הנתונים המלאה ללא מודולי הרחבה נוספים, מה שמפחית משמעותית את מספר ההתקנים ואת מורכבות החיווט בתוך הארון המובנה.
אמינות לטווח ארוך בסביבות סגורות:פלטפורמת הספק נמוך במיוחד של 10 וואט וקירור פסיבי ללא מאוורר מבטלים את סיכוני הכשל הקשורים לרכיבי מאוורר פגיעים, ומאפשרים איסוף נתונים יציב 24/7 בסביבות רכבת סגורות ומאובקות. שיעור הכשל נמוך משמעותית מזה של מערכות מקוררות מאוורר קונבנציונליות.
פעולה יציבה בתנאים תובעניים:פעולה בטמפרטורות רחבות טווח מ-20°C- עד 60°C, קלט רחב טווח של 12-28 VDC, עמידות לרעידות 3G ועמידות לזעזועים 30G מבטיחים איסוף נתוני חיישנים רציף תחת פעולה במהירות גבוהה, שינויי טמפרטורה ורעידות מסילה ברכבות מהירות וברכבות מטרו, ומספקים מקור נתונים ללא הפרעות לתחזוקה ניבויית.
פריסה קומפקטית חוסכת מקום בלוח הבקרה:גודל קומפקטי של 293.5 מ"מ × 149.5 מ"מ × 54.5 מ"מ, יחד עם אפשרויות VESA, התקנה על קיר והתקנה שולחנית, מאפשרים שילוב גמיש בארונות מובנים ומפנה מקום נוסף למודולים פונקציונליים אחרים.
הרחבה גמישה לדרישות מותאמות אישית:חריץ ה-Mini PCIe עם תמיכה ב-SIM מאפשר הרחבה אלחוטית של 4G/Wi-Fi, מודול ה-MXM תומך בהרחבת COM/GPIO ספציפית ליישום, וחריץ ה-M.2 Key-M מאפשר הרחבת קיבולת SSD, ועומד בדרישות המגוונות של דגמי רכבות ופרויקטים שונים של ניטור.
