V sistemih za upravljanje in vzdrževanje železniškega prometa je spremljanje stanja na vozilu primarni vir podatkov za zagotavljanje varnosti vlakov in omogočanje napovednega vzdrževanja. Na vozilu so nameščeni senzorji temperature, vibracij, toka, hitrosti in drugi senzorji, ki zbirajo podatke o delovanju v realnem času iz ključnih komponent, kot so tekalni mehanizem, vlečni motorji in zavorni sistemi. Po obdelavi z opremo za zajem podatkov na vozilu se podatki naložijo na zemeljsko analitično platformo za podporo opozorilom o napakah in upravljanju zdravja opreme.
Po več krogih ocenjevanja izdelka in strogem preverjanju na kraju samem je stranka izbrala nizkoenergijski večserijski vgrajeni industrijski računalnik APQ E5M kot osrednjo napravo za svoj sistem za zajemanje podatkov senzorjev v železniškem prometu.
Izziv za stranke
Sočasna povezava več tipov senzorjev:Vsak voziček mora hkrati priključiti več vrst senzorjev, vključno s senzorji temperature, vibracij, toka, hitrosti in premika. Industrijski računalnik zato potrebuje veliko virov serijskih vrat in prilagodljivo preklapljanje med komunikacijskima protokoloma RS-232 in RS-485.
Izjemno nizka poraba energije in brezventilatorska zasnova:Vgrajena oprema deluje dlje časa v zaprtih prostorih vagonov z omejenim odvajanjem toplote in neizogibnim prahom. Naprava zato potrebuje izjemno nizko porabo energije in pasivno hlajenje brez ventilatorja, da se prepreči izpad sistema zaradi okvare ventilatorja.
Kompaktna velikost in prilagodljiva namestitev:Prostor v predelkih za opremo vlakov je izjemno omejen. Industrijski računalnik mora biti kompakten in podpirati več načinov montaže, vključno s stensko montažo in montažo VESA, da se prilega različnim izvedbam vozil.
Širok temperaturni, napetostni in robustni dizajn:Obratovalna okolja vlakov vključujejo znatne temperaturne spremembe in pogoste vibracije. Sistem mora podpirati delovno temperaturno območje od -20 °C do 60 °C, širok razpon vhodne napetosti 12–28 V enosmernega toka ter odpornost proti vibracijam in udarcem v skladu z IEC.
Rešitev APQ
Šest serijskih vrat za sočasno povezljivost več senzorjev:E5M ima šest vgrajenih COM vrat, vključno z dvema preklopnima priključkoma RS-232/485 in štirimi priključki RS-232. Ta bogata serijska konfiguracija podpira sočasno priključitev senzorjev temperature, vibracij, hitrosti, toka in drugih serijskih senzorjev, kar izpolnjuje zahteve za pridobivanje podatkov iz več virov za spremljanje stanja kritičnih komponent podvozja. Hitri način RS-232 podpira prenos podatkov senzorjev v realnem času in natančnost.
Izjemno nizkoenergijska zasnova brez ventilatorja za zaprta vgrajena okolja:E5M poganja procesor Intel® Celeron® J1900 z izjemno nizko porabo energije in TDP le 10 W. Sistem uporablja pasivno hlajenje brez ventilatorja in ne vsebuje ranljivih gibljivih komponent ventilatorja, kar znatno zmanjša stopnjo okvar. V zaprtih vgrajenih ohišjih z omejenim odvajanjem toplote zasnova brez ventilatorja preprečuje okvare hlajenja zaradi kopičenja prahu ali poškodb ventilatorja, zmanjšuje hrup delovanja in obremenitev vgrajenega napajanja. Aluminijasto hladilno telo v kombinaciji z ohišjem iz pocinkanega jekla uravnava toplotno učinkovitost in strukturno trdnost.
Širok temperaturni in napetostni razpon ter robusten za zahtevne železniške pogoje:E5M podpira delovno temperaturno območje od -20 °C do 60 °C in temperaturno območje shranjevanja od -40 °C do 80 °C. Njegov širok razpon vhodne moči 12–28 VDC je združljiv z vgrajenimi napajalnimi sistemi različnih modelov vlakov. Sistem je prestal vibracijske teste 3 Grms in udarne teste 30 G, kar podpira dolgoročno stabilno delovanje v okolju visokofrekvenčnih vibracij pri hitrem železniškem prometu.
Kompaktna oblika in prilagodljiva montaža za namestitve v omejenem prostoru:E5M meri le 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm in ima neto težo približno 2,1 kg. Podpira VESA, stensko montažo in namestitev na mizo, kar omogoča prilagodljivo namestitev v kompaktne vgrajene omarice in prihranek dragocenega prostora za namestitev.
Dvojni gigabitni ethernet in brezžična razširitev za zanesljivo nalaganje podatkov:E5M ima vgrajena dva gigabitna ethernetna vhoda Intel®: enega za komunikacijo z vgrajenim stikalom in sistemom za nadzor vlaka ter drugega za izmenjavo podatkov z zaledno platformo za spremljanje. Vgrajena reža Mini PCIe (PCIe 2.0 + USB 2.0, z režo za kartico Nano SIM) podpira dodatne module 4G za nalaganje podatkov spremljanja v realnem času. Reža M.2 Key-M podpira razširitev SATA SSD za lokalno predpomnjenje podatkov.
Bogat V/I za več perifernih naprav:E5M ponuja en sprednji vhod USB 3.0 in tri sprednje vhode USB 2.0 ter štiri zadnje vhode USB 2.0, kar skupaj znaša osem vmesnikov USB. Izhoda VGA in HDMI podpirata delovanje z dvema zaslonoma. Vgrajeni 16-bitni GPIO omogoča povezavo z različnimi senzorji in aktuatorji. Sistem podpira tudi lastniške razširitvene module MXM podjetja APQ, kar omogoča prilagodljivo dodajanje funkcij COM ali GPIO za prilagoditev glede na aplikacijo.
Vrednostni dosežki:
Integracija več senzorjev v enem samem sistemu:Šest serijskih vrat (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232) v kombinaciji z dvojnim gigabitnim ethernetom omogoča neposredno povezavo senzorjev temperature, vibracij, hitrosti, toka in drugih senzorjev v podvozju. Celotno arhitekturo za zajemanje podatkov je mogoče namestiti brez dodatnih razširitvenih modulov, kar znatno zmanjša število naprav in kompleksnost ožičenja v vgrajeni omarici.
Dolgoročna zanesljivost v zaprtih prostorih:10-vatna platforma z izjemno nizko porabo energije in pasivno hlajenje brez ventilatorja odpravljata tveganja okvar, povezana z ranljivimi komponentami ventilatorjev, kar omogoča stabilno 24-urno zajemanje podatkov v zaprtih in prašnih okoljih vlakov. Stopnja okvar je bistveno nižja kot pri običajnih sistemih z ventilatorskim hlajenjem.
Stabilno delovanje v zahtevnih pogojih:Delovanje v širokem temperaturnem območju od -20 °C do 60 °C, širok razpon vhodne napetosti 12–28 VDC, odpornost na vibracije 3G in odpornost na udarce 30G zagotavljajo neprekinjeno zajemanje podatkov senzorjev pri delovanju z veliko hitrostjo, temperaturnih spremembah in vibracijah tirov v hitrih vlakih in podzemnih vozilih, kar zagotavlja neprekinjen vir podatkov za napovedno vzdrževanje.
Kompaktna namestitev prihrani prostor na vozilu:Kompaktna oblika 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm skupaj z možnostmi VESA, stenske in namizne namestitve omogoča prilagodljivo integracijo v vgrajene omare in sprošča dodaten prostor za druge funkcionalne module.
Prilagodljiva razširitev za prilagojene zahteve:Reža Mini PCIe s podporo za SIM omogoča brezžično razširitev 4G/Wi-Fi, modul MXM podpira razširitev COM/GPIO za specifične aplikacije, reža M.2 Key-M pa omogoča razširitev zmogljivosti SSD-ja, kar ustreza različnim zahtevam različnih modelov vlakov in projektov spremljanja.
