Lösning

APQ E5M lågströms inbyggd multiseriell industriell PC-lösning för järnvägstransporter

I drift- och underhållssystem för järnvägstrafik är tillståndsövervakning ombord den primära datakällan för att säkerställa tågsäkerhet och möjliggöra förebyggande underhåll. Temperatur-, vibrations-, ström-, hastighets- och andra sensorer är installerade ombord för att samla in driftsdata i realtid från viktiga komponenter som löpverk, dragmotorer och bromssystem. Efter bearbetning av den ombordgående datainsamlingsutrustningen laddas data upp till en markbaserad analysplattform för att stödja felvarningar och hantering av utrustningens hälsotillstånd.

Efter flera omgångar av produktutvärdering och rigorös validering på plats valde kunden den strömförbrukande, multiseriella, inbyggda industri-PC:n APQ E5M som kärnenhet för sitt datainsamlingssystem för sensorer inbyggda för järnvägstrafik.

Kundutmaning

Samtidig anslutning av flera sensortyper:Varje vagn behöver ansluta flera typer av sensorer samtidigt, inklusive temperatur-, vibrations-, ström-, hastighets- och förskjutningssensorer. Industridatorn kräver därför gott om serieportsresurser och flexibel växling mellan kommunikationsprotokollen RS-232 och RS-485.
Ultralåg strömförbrukning och fläktlös design:Inbyggd utrustning arbetar under långa perioder i slutna vagnsmiljöer med begränsad värmeavledning och oundvikligt damm. Enheten behöver därför extremt låg strömförbrukning och fläktlös passiv kylning för att undvika systemavbrott orsakade av fläktfel.
Kompakt storlek och flexibel installation:Utrymmet inuti tågutrustningsutrymmen är extremt begränsat. Industridatorn måste vara kompakt och stödja flera monteringsmetoder, inklusive väggmontering och VESA-montering, för att passa olika fordonsdesigner.
Bred temperatur, bred spänning och robust design:Tågens driftsmiljöer innebär betydande temperaturförändringar och frekventa vibrationer. Systemet måste stödja ett driftstemperaturområde på -20 °C till 60 °C, en 12–28 VDC brett ingångsområde och IEC-kompatibel vibrations- och stöttålighet.

APQ-lösning

Sex serieportar för samtidig anslutning av flera sensorer:E5M har sex inbyggda COM-portar, inklusive två omkopplingsbara RS-232/485-portar och fyra RS-232-portar. Denna omfattande seriekonfiguration stöder samtidig anslutning av temperatur-, vibrations-, hastighets-, ström- och andra seriella sensorer, vilket uppfyller kraven för datainsamling från flera källor för tillståndsövervakning av kritiska chassikomponenter. Snabbt RS-232-läge stöder noggrann sensordataöverföring i realtid.
Ultralåg strömförbrukning, fläktlös design för slutna inbyggda miljöer:E5M drivs av en Intel® Celeron® J1900 ultralågströmsprocessor med en TDP på endast 10 W. Systemet använder fläktlös passiv kylning och innehåller inga känsliga rörliga fläktkomponenter, vilket minskar felfrekvensen avsevärt. I slutna inbyggda skåp med begränsad värmeavledning undviker den fläktlösa designen kylfel orsakade av dammansamling eller fläktskador, minskar driftsbuller och sänker belastningen på den inbyggda strömförsörjningen. En kylfläns helt i aluminium i kombination med ett chassi i galvaniserat stål balanserar termisk effektivitet och strukturell styrka.
Bred temperatur, bred spänning och robust för krävande rälsförhållanden:E5M stöder ett driftstemperaturområde på -20 °C till 60 °C och ett lagringstemperaturområde på -40 °C till 80 °C. Dess 12–28 VDC brett spänningsområde är kompatibelt med de inbyggda kraftsystemen i olika tågmodeller. Systemet har klarat vibrationstester på 3 Grms och stöttester på 30 G, vilket stöder långsiktig stabil drift i den högfrekventa vibrationsmiljön vid höghastighetstågsdrift.
Kompakt formfaktor och flexibel montering för installationer med begränsat utrymme:E5M mäter endast 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm och har en nettovikt på cirka 2,1 kg. Den stöder VESA-, väggmonterings- och skrivbordsinstallation, vilket möjliggör flexibel installation i kompakta inbyggda skåp och sparar värdefullt installationsutrymme.
Dubbelt Gigabit Ethernet och trådlös expansion för pålitlig dataöverföring:E5M integrerar två Intel® Gigabit Ethernet-portar: en för kommunikation med det inbyggda växel- och tågstyrningssystemet, och den andra för datautbyte med backend-övervakningsplattformen. En inbyggd Mini PCIe-kortplats (PCIe 2.0 + USB 2.0, med en Nano SIM-kortplats) stöder valfria 4G-moduler för uppladdning av övervakningsdata i realtid. En M.2 Key-M-kortplats stöder SATA SSD-expansion för lokal datacachelagring.
Rik I/O för flera kringutrustningar:E5M har en USB 3.0-port framtill och tre USB 2.0-portar framtill, tillsammans med fyra USB 2.0-portar baktill, vilket ger totalt åtta USB-gränssnitt. VGA- och HDMI-utgångar stöder användning av dubbla skärmar. Den inbyggda 16-bitars GPIO underlättar anslutning till olika sensorer och ställdon. Systemet stöder även APQ:s egna MXM-expansionsmoduler, vilket möjliggör flexibel tillägg av COM- eller GPIO-funktioner för applikationsspecifik anpassning.

Värdefulla prestationer:

Integrering av flera sensorer i ett enda system:Sex serieportar (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232), i kombination med dubbelt Gigabit Ethernet, möjliggör direkt anslutning av temperatur-, vibrations-, hastighets-, ström- och andra sensorer i chassit. Den kompletta datainsamlingsarkitekturen kan driftsättas utan ytterligare expansionsmoduler, vilket avsevärt minskar antalet enheter och kabeldragningen inuti det inbyggda skåpet.
Långsiktig tillförlitlighet i slutna miljöer:Den ultralåga strömförbrukningsplattformen på 10 W och den fläktlösa passiva kylningen eliminerar felrisker i samband med sårbara fläktkomponenter, vilket möjliggör stabil datainsamling dygnet runt i slutna och dammiga tågmiljöer. Felfrekvensen är betydligt lägre än för konventionella fläktkylda system.
Stabil drift under krävande förhållanden:Brett temperaturområde från -20 °C till 60 °C, en 12–28 VDC brett ingångsområde, 3G-vibrationstålighet och 30 G stöttålighet säkerställer kontinuerlig sensordatainsamling under höghastighetsdrift, temperaturförändringar och spårvibrationer i höghastighetståg och tunnelbanefordon, vilket ger en oavbruten datakälla för prediktivt underhåll.
Kompakt installation sparar utrymme inbyggt:Det kompakta formatet på 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm, tillsammans med VESA-, väggmonterings- och skrivbordsinstallationsalternativ, möjliggör flexibel integration i inbyggda skåp och frigör ytterligare utrymme för andra funktionella moduler.
Flexibel expansion för anpassade behov:Mini PCIe-kortplatsen med SIM-stöd möjliggör trådlös 4G/Wi-Fi-expansion, MXM-modulen stöder applikationsspecifik COM/GPIO-expansion och M.2 Key-M-kortplatsen möjliggör SSD-kapacitetsutökning, vilket uppfyller de varierande kraven från olika tågmodeller och övervakningsprojekt.