Soluție PC industrial multi-serial încorporat APQ E5M de consum redus de energie pentru transportul feroviar
În sistemele de operare și întreținere a transportului feroviar, monitorizarea stării la bord este principala sursă de date pentru asigurarea siguranței trenurilor și permiterea întreținerii predictive. Senzori de temperatură, vibrații, curent, viteză și alți senzori sunt instalați la bord pentru a colecta date de funcționare în timp real de la componente cheie, cum ar fi trenul de rulare, motoarele de tracțiune și sistemele de frânare. După procesarea de către echipamentul de achiziție a datelor de la bord, datele sunt încărcate pe o platformă de analiză la sol pentru a susține avertizările de defecțiune și gestionarea stării echipamentelor.
După mai multe runde de evaluare a produsului și validare riguroasă la fața locului, clientul a selectat PC-ul industrial încorporat multi-serial de consum redus de energie APQ E5M ca dispozitiv principal pentru sistemul său de achiziție de date prin senzori la bordul transportului feroviar.
Provocarea clientului
Conexiune simultană a mai multor tipuri de senzori:Fiecare cărucior trebuie să conecteze simultan mai multe tipuri de senzori, inclusiv senzori de temperatură, vibrații, curent, viteză și deplasare. Prin urmare, PC-ul industrial necesită resurse ample de port serial și comutare flexibilă între protocoalele de comunicație RS-232 și RS-485.
Design cu consum ultra-redus de energie și fără ventilator:Echipamentele de la bord funcționează perioade lungi de timp în medii închise pentru transport, cu disipare limitată a căldurii și praf inevitabil. Prin urmare, dispozitivul necesită un consum extrem de redus de energie și o răcire pasivă fără ventilator pentru a evita întreruperile sistemului cauzate de defecțiunile ventilatorului.
Dimensiuni compacte și instalare flexibilă:Spațiul din interiorul compartimentelor pentru echipamentele trenurilor este extrem de limitat. PC-ul industrial trebuie să fie compact și să suporte mai multe metode de montare, inclusiv montare pe perete și montare VESA, pentru a se potrivi diferitelor modele de vehicule.
Design robust, cu gamă largă de temperaturi și tensiuni:Mediile de operare ale trenurilor implică schimbări semnificative de temperatură și vibrații frecvente. Sistemul trebuie să suporte un interval de temperatură de funcționare de la -20°C la 60°C, o intrare cu gamă largă de 12-28 V CC și rezistență la vibrații și șocuri conformă cu standardele IEC.
Soluție APQ
Șase porturi seriale pentru conectivitate simultană multi-senzor:E5M oferă șase porturi COM integrate, inclusiv două porturi RS-232/485 comutabile și patru porturi RS-232. Această configurație serială complexă permite conectarea simultană a senzorilor de temperatură, vibrații, viteză, curent și a altor senzori seriali, îndeplinind cerințele de achiziție de date multi-sursă pentru monitorizarea stării componentelor critice ale trenului de rulare. Modul RS-232 de mare viteză permite transmiterea precisă și în timp real a datelor de la senzori.
Design fără ventilator cu consum ultra-redus de energie pentru medii închise la bord:E5M este alimentat de un procesor Intel® Celeron® J1900 cu consum ultra-redus de energie, cu un TDP de numai 10 W. Sistemul utilizează răcire pasivă fără ventilator și nu conține componente mobile vulnerabile ale ventilatorului, reducând semnificativ rata de defecțiuni. În carcasele integrate etanșe, cu disipare limitată a căldurii, designul fără ventilator evită defecțiunile de răcire cauzate de acumularea de praf sau deteriorarea ventilatorului, reduce zgomotul de funcționare și scade sarcina sursei de alimentare integrate. Un radiator din aluminiu, combinat cu o carcasă din oțel galvanizat, echilibrează eficiența termică și rezistența structurală.
Temperatură largă, tensiune largă și robust pentru condiții feroviare dificile:E5M suportă un interval de temperatură de funcționare de la -20°C la 60°C și un interval de temperatură de depozitare de la -40°C la 80°C. Tensiunea sa de alimentare cu gamă largă de 12-28 V CC este compatibilă cu sistemele de alimentare de la bord ale diferitelor modele de trenuri. Sistemul a trecut testele de vibrații de 3 Grms și testele de șoc de 30 G, permițând funcționarea stabilă pe termen lung în mediul de vibrații de înaltă frecvență al operării trenurilor de mare viteză.
Factor de formă compact și montare flexibilă pentru instalații cu spațiu limitat:E5M măsoară doar 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm și are o greutate netă de aproximativ 2,1 kg. Acceptă instalarea VESA, pe perete și pe desktop, permițând implementarea flexibilă în dulapuri compacte integrate și economisind spațiu valoros de instalare.
Dual Gigabit Ethernet și expansiune wireless pentru încărcare fiabilă a datelor:E5M integrează două porturi Intel® Gigabit Ethernet: unul pentru comunicarea cu sistemul de control al comutatoarelor și trenurilor de la bord, iar celălalt pentru schimbul de date cu platforma de monitorizare back-end. Un slot Mini PCIe încorporat (PCIe 2.0 + USB 2.0, cu un slot Nano SIM) acceptă module 4G opționale pentru încărcarea datelor de monitorizare în timp real. Un slot M.2 Key-M acceptă extinderea SSD SATA pentru memorarea în cache locală a datelor.
I/O bogat pentru mai multe dispozitive periferice:E5M oferă un port USB 3.0 frontal și trei porturi USB 2.0 frontale, împreună cu patru porturi USB 2.0 spate, pentru un total de opt interfețe USB. Ieșirile VGA și HDMI acceptă funcționarea cu două afișaje. GPIO-ul pe 16 biți încorporat facilitează conectarea la diverși senzori și actuatori. Sistemul acceptă, de asemenea, module de expansiune MXM proprietare APQ, permițând adăugarea flexibilă de funcții COM sau GPIO pentru personalizare specifică aplicației.
Realizări de valoare:
Integrare multi-senzor într-un singur sistem:Șase porturi seriale (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232), combinate cu interfața Gigabit Ethernet duală, permit conectarea directă a senzorilor de temperatură, vibrații, viteză, curent și a altor senzori din trenul de rulare. Arhitectura completă de achiziție a datelor poate fi implementată fără module de expansiune suplimentare, reducând semnificativ numărul de dispozitive și complexitatea cablajului din interiorul dulapului integrat.
Fiabilitate pe termen lung în medii închise:Platforma de 10 W cu consum ultra-redus de energie și răcirea pasivă fără ventilator elimină riscurile de defecțiune asociate componentelor vulnerabile ale ventilatorului, permițând achiziția stabilă de date 24/7 în medii închise și prăfuite ale trenurilor. Rata de defecțiune este semnificativ mai mică decât cea a sistemelor convenționale răcite cu ventilator.
Funcționare stabilă în condiții dificile:Funcționarea la temperaturi variabile, de la -20°C la 60°C, o intrare cu gamă largă de 12-28 V CC, rezistența la vibrații de 3G și rezistența la șocuri de 30G asigură achiziția continuă a datelor de la senzori în condiții de funcționare la viteză mare, schimbări de temperatură și vibrații ale șinelor în trenurile de mare viteză și vehiculele de metrou, oferind o sursă de date neîntreruptă pentru mentenanța predictivă.
Implementarea compactă economisește spațiu la bord:Dimensiunile compacte de 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm, împreună cu opțiunile de instalare VESA, pe perete și pe desktop, permit integrarea flexibilă în dulapurile integrate și eliberează spațiu suplimentar pentru alte module funcționale.
Extindere flexibilă pentru cerințe personalizate:Slotul Mini PCIe cu suport SIM permite extinderea wireless 4G/Wi-Fi, modulul MXM acceptă extinderea COM/GPIO specifică aplicației, iar slotul M.2 Key-M permite extinderea capacității SSD, îndeplinind cerințele variate ale diferitelor modele de trenuri și proiecte de monitorizare.
